Etterhvert som de tidligste sivilisasjonene utviklet seg, spesielt i Mesopotamia, Kina, Egypt, Hellas, India og Sentral-Amerika, ble det bygd tidlige observatorier og utforskningen av universet ble påbegynt. Den største delen av tidlig astronomi besto i kartlegging av stjerners og planeters posisjoner, en vitenskap som nå heter astrometri. Ut fra disse observasjonene ble det utformet tidlige ideer om planetenes bevegelser, og jordens, solens og månens plass i universet ble utforsket filosofisk. Jorden ble i antikken ansett for å være universets midtpunkt med solen, månen og stjernene i bane rundt seg. Dette er kjent som den geosentriske modell eller , oppkalt etter Ptolemaios.