Những đài thiên văn đầu tiên chúng ta biết được xây dựng từ thế kỷ thứ 3 SCN ở Trung Đông, thiên văn học và chiêm tinh học còn chưa phân biệt, những gì quan sát được từ bầu trời được dùng để tiên đoán tương lai.

Mãi đến thời kỳ Phục hưng (từ thế kỷ XIV-XVI), ở Châu Âu, thiên văn học mới được tách khỏi chiêm tinh học và trở thành một ngành khoa học riêng biệt.

Vào cuối thế kỷ XVI, Hans Lippershey – một thợ làm mắt kính người Hà Lan tuyên bố ông đã phát minh ra một dụng cụ giúp mắt người có thể nhìn được những vật thể ở xa.

Không bao lâu sau, ở Ý, Galileo Galilei đã lần đầu tiên dùng kính viễn vọng do ông sáng chế để quan sát bầu trời, và ông đã nhìn thấy những cảnh tượng tráng lệ đáng kinh ngạc, như những cái hố trên mặt Trăng hay 4 vệ tinh của sao Mộc.

Từ đó kính viễn vọng tiếp tục được cải tiến và phát triển không ngừng, góp phần to lớn vào việc thay đổi nhận thức của con người về vũ trụ bao la bên ngoài hành tinh của chúng ta.

Những gì mà Galileo nhìn thấy ngày ấy qua kính viễn vọng của ông chỉ là những hình ảnh mờ ảo. Trái lại, ngày nay, nhờ vào những tiến bộ của khoa học và kỹ thuật, những kính viễn vọng hiện đại có thể thu được hình ảnh rõ nét, sống động của các vì sao, hay các dải ngân hà lộng lẫy ở cách xa trái đất hàng ngàn tỷ năm ánh sáng.