人类对宇宙的认识经历了漫长的时间。古代自然哲学所讨论的天文学的宇宙，不外乎大地和天空。1 6世纪哥白尼倡导的“日心说”，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。1 8世纪天文学家引进“星系”一词，在一定意义上也不过是宇宙的同义语。20世纪以来，尤其是60年代大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的勿发展，使天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百亿光年①的时空区域。人们对宇宙的认识不断加深。
①星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体。主要组成物质是氢。蟹状星云是金牛座中的一团无定形的膨胀气体云，它的大小为1 2光年x7光年，总辐射光度比太阳强几万倍。
②土星是围绕太阳运行的行星。土星有美丽的光环，被较多的卫星所拱卫。它的体积约是地球的740倍之多，质量约是地球的95倍。
③流星体是行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体，称为流星群。流星群与地球相遇时，人们会看到天空某一区域在几小时、几天甚至更长时间内：流星数目显著增加，有时甚至像下雨一样，这种现象称为流星雨。大多数流星雨是以辐射点所在星座或附近的恒星命名的，如照片所示的狮子座流星雨，是1 9 9 8年天文工作者在西班牙拍摄到的照片上有5颗流星）。
④彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。哈雷彗星是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。哈雷彗星的公转周期是76年。
宇宙是物质世界，而且物质的形。态多种多样。晴朗的夜晚，我们用肉眼或借助望远镜，可以看见星光闪烁的恒星、在星空中移动的行星和圆缺多变的月亮，有时还可以看到轮廓模糊的星云、一闪即逝的流星、拖着长尾的彗星。借助天文望远镜和其他空间探测手段，还可以探测到存在于星际空间的气体和尘埃等。所有这些，通称天体。天体在大小、质量、光度、温度等方面存在差别。
宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次（图1.2）。
月球绕地球公转，构成地月系。月地平均距离为38，4万千米。
地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等行星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。太阳是太阳系的中心天体，占有太阳系总质量的99.86%。冥王星是距离太阳最远的行星，它的轨道直径约为120亿千米。
太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有2 000多亿颗。银河系主体部分的直径约为8万光年。
银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。用目前最大的望远镜，可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的估计为150亿一200亿光年。天文学上把银河系和现阶段所能观测到的河外星系，合起来叫做总星系，这就是目前我们能观测到的宇宙范围。 宇宙中的天体不是同时形成的，而且各自都有其发生、发展、衰亡的历史。作为整体的宇宙，也经历了温度从高到低，物质密度从密到稀的演化。