140 ปี ก่อนคริสตกาล ทอเลมี นักดาราศาสตร์ชาวกรีก เขียนคัมภีร์อัลมาเจสต์ (Almagest)

ค.ศ. 635 ชาวจีนพบว่า หางของดาวหางจะชี้ไปทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ

ค.ศ. 675 นาฬิกาแดดเรือนแรกของอังกฤษสร้างขึ้นในนิวคาสเซิล

ศตวรรษ 16

ในปี ค.ศ.1543 นิโคลัส โคเปอร์นิคัส ชาวโปแลนด์ ได้ปฏิวัติความเชื่อดั้งเดิมของมนุษย์ในเรื่องของจักรวาล เขากล่าวว่าดวงอาทิตย์ต่างหากคือศูนย์กลางของจักรวาล ไม่ใช่โลก

ศตวรรษ 17

ในทศวรรษ 1600 จิโอวานนี คาสซีนี นักสำรวจชาวฝรั่งเศสเชื้อสายอิตาลี เป็นผู้ที่พบสัณฐานที่แท้จริงของระบบสุริยะ นอกจากนี้ยังพบดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์ 4 ดวงและช่องว่างระหว่างวงแหวนของดาวเสาร์อีกด้วย

ต้นทศวรรษ 1600 กาลิเลโอ กาลิเลอี ใด้ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องมองท้องฟ้าเป็นครั้งแรก เขาได้พบเครเตอร์บนดวงจันทร์ ดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดี และข้างขึ้น-ข้างแรมของดาวศุกร์

ช่วงต้นทศวรรษ 1600 โยฮันเนส เคปเลอร์ นักทฤษฎีชาวเยอรมันได้บัญญัติกฎขึ้นมาสามข้อ ซึ่งอธิบายถึงการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ กฎนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ กฎของเคปเลอร์

ในศตวรรษที่ 17 เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้คิดค้นกฎการเคลื่อนที่และความโน้มถ่วง นอกจากนี้ เขายังได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้น ใช้งานเป็นอันแรกของโลกอีกด้วย

ศตวรรษ 18

ในทศวรรษ 1780 นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษเชื้อสายเยอรมัน วิลเลียม เฮอร์เชล ได้ค้นพบดาวยูเรนัสพร้อมทั้งดวงจันทร์ ทิเทเนีย กับ โอเบอรอน และดวงจันทร์ของดาวเสาร์อีกสองดวงคือ ไมมาส และ เอนเซลาดุส นอกจากนี้เขายังค้นพบดาวคู่อีกกว่า 800 ดวง และพบว่าดาวเหล่านั้นส่วนใหญ่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการพบผลของกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันนอกระบบสุริยะเป็นครั้งแรก

ระหว่างปลายศตวรรษที่ 18 ถึงต้นศตวรรษที่ 19 ปีแยร์ ซีมง ลาปลาซ นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้ตั้งสมมติฐานเนบิวลา (nebula hypothesis) ซึ่งกล่าวว่าดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในระบบสุริยะเกิดจากการควบแน่นของเนบิวลา แนวคิดนี้เป็นที่ยอมรับอยู่จนถึงปัจจุบัน

ศตวรรษ 19

พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวฯ พระมหากษัตริย์ไทย ได้ทรงคำนวณและพยากรณ์ว่าจะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงที่ตำบลหว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ในวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ.2411 โดยพระองค์ทรงสามารถพยากรณ์ล่วงหน้าได้ถึง 2 ปี

ในทศวรรษ 1930 นักทฤษฎีชาวอเมริกันเชื้อสายอินเดีย สุบรามาเนียน จันทราเสการ์ ได้อธิบายโครงสร้างของดาวแคระขาวและได้สรุปว่าดาวแคระขาวจะมีมวลไม่เกิน 1.4 เท่าของดวงอาทิตย์

ศตวรรษ 20

ในต้นทศวรรษ 1900 เอจนาร์ เฮิร์ตปรุง และ เฮนรี รัสเซล ได้ค้นพบในสิ่งเดียวกันโดยบังเอิญ นั่นคือความสัมพันธ์ระหว่างสีและความสว่างของดวงดาว

ในต้นศตวรรษที่ 20 วอลเตอร์ แอดัมส์ พบว่าแสงสเปกตรัมที่ได้ตรวจพบจากจุดใกล้ ๆ ดาวซีริอัสนั้นเป็นดาวแคระขาวซึ่งเป็นดาวสหายของดาวซิริอุสเอง

ในช่วงตศตวรรษที่ 20 นี้ นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ อาร์เทอร์ เอ็ดดิงตัน ได้คิดทฤษฎีเกี่ยวกับสภาพภายในดาวฤกษ์ได้สรุปว่า ดาวที่มีมวลมากกว่าจะมีความสว่างมากกว่า

ในต้นทศวรรษ 1900 แอนนี จัมป์ แคนนอน ได้คิดวิธีแยกแยะสเปกตรัมของดาวฤกษ์ได้ ซึ่งแนวทางนี้ยังคงใช้กันอยู่จนถึงปัจจุบัน แต่ดัดแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ในปี 1910 แอลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้คิดค้นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งเป็นทฤษฎีสำหรับอธิบายโครงสร้างและวิวัฒนาการของเอกภพที่ดีที่สุดจนถึงบัดนี้

ในทศวรรษที่ 1910 ฮาร์โลว แชปลีย์ ชาวอเมริกัน ได้ศึกษาการกระจายตัวของกระจุกดาวทรงกลมในกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งทำให้ได้ทราบขนาดของทางช้างเผือก รวมทั้งทราบตำแหน่งของโลกด้วยว่าโลกอยู่ห่างจากใจกลางของกาแล็กซีออกมาระยะหนึ่ง

ในทศวรรษ 1910 เฮนริเอ็ตตา ลีวิตต์ ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างคาบและกำลังส่องสว่างของดาวแปรแสงเซฟีดโดยอาศัยการสำรวจกาแล็กซีเมฆแมกเจนเลนใหญ่ การค้นพบครั้งนี้เป็นก้าวกระโดดครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งในวงการเอกภพวิทยา

ในทศวรรษ 1920 ชาวอเมริกันชื่อ เซชีเลีย ไพน์-กาพอชคิน ได้พบความสัมพันธ์ระหว่างสเปกตรัมกับอุณหภูมิของดาวฤกษ์ และได้เขียนโครงสร้างของบรรยากาศของดาวฤกษ์อีกด้วย

ต้นทศวรรษ 1920 ออตโท ชตรูเฟอ ได้ศึกษาวิวัฒนาการของดาวคู่และองค์ประกอบภายในของดาวฤกษ์

ในทศวรรษ 1940 วอลเทอร์ บาเดอ ชาวอเมริกันเชื้อสายเยอรมัน ได้พบว่าดาวฤกษ์บริเวณแขนของกาแล็กซีอันโดรเมดาเป็นดาวใหม่ อายุน้อย ส่วนดาวฤกษ์บริเวณใจกลางเป็นดาวฤกษ์อายุมาก นอกจากนี้เขายังปรับค่ามาตรฐานของระยะทางของดาวแปรแสงเซฟิดส์ใหม่อีกด้วย

ในกลางศตวรรษที่ 20 ฟริตช์ ซวิกกี นักดาราศาสตร์ชาวสวิส ได้ศึกษากระจุกกาแล็กซีและยืนยันว่ามีสสารมืดอยู่จริง นอกจากนี้ยังได้ศึกษาซูเปอร์โนวาและคาดการณ์ว่าซูเปอร์โนวาอาจทำให้เกิดดาวนิวตรอนได้

ในศตวรรษที่ 20 ยาน ออร์ต นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ ได้ทำแผนที่โครงสร้างของกาแล็กซีทางช้างเผือก และวัดขนาดของทางช้างเผือกได้อย่างแม่นยำ เขายังเป็นผู้ที่เสนอความคิดว่า ดาวหางมีแหล่งกำเนิดมาจากกลุ่มเมฆขนาดใหญ่ที่อยู่รอบนอกของระบบสุริยะ

ช่วงกลางศตวรรษที่ 20 นี้ เจอราร์ด ไคเปอร์ ได้ค้นพบดวงจันทร์มิแรนดาของดาวยูเรนัส ดวงจันทร์เนรีดของดาวเนปจูน และการค้นพบที่สะท้านโลกที่สุดก็คือ ค้นพบบรรยากาศบนดวงจันทร์ไตตันของดาวเสาร์

ในศตวรรษที่ 20 ฮิปปาคัส นักดาราศาสตร์ชาวกรีกได้คิดค้นมาตรวัดแมกนิจูด ได้ทำการเรียบเรียงแคตาล็อกดาวอย่างละเอียดเป็นครั้งแรก ค้นพบการเลื่อนไปข้างหน้า (precession) ของวิษุวัต (equinox) และยังได้วัดระยะห่างของดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำอีกด้วย

ในทศวรรษ 1920 เอ็ดวิน ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ค้นพบดาวแปรแสงเซฟีดในกาแล็กซีอันโดรเมดา เขาพบว่ากาแล็กซีนี้เป็นอาณาจักรของดาวที่แยกออกไปต่างหากจากกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา และยังพบว่ากาแล็กซีต่าง ๆ ที่อยู่ไกล ๆ กำลังถอยห่างออกจากเราไป ซึ่งหมายความว่าเอกภพกำลังขยายตัวขึ้น

ในช่วงหัวต่อของศตวรรษที่ 20 นี้ จอร์จ เอเลอรี เฮล ได้ประดิษฐ์เครื่องมือสำหรับสำรวจดวงอาทิตย์ ทำให้ได้พบสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ แต่สิ่งที่ทำให้เฮลเป็นที่รู้จักกันทั่วก็คือ การเป็นหัวเรี่ยวหัวแรงสำคัญในการสร้างหอสังเกตการณ์ยักษ์สองแห่งคือ เยิกส์ และพาโลมาร์