最早认识到大地是球形的是古希腊人 。公元前6世纪
，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形 ，主张天体和我们所居住的大地都是球形的
。

这一观念为后来许多古希腊学者所继承
，但直到1519~1522年，葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后  ，地球是球形的观念才最终证实。 公元2世纪
，C.托勒密提出了一个完整的地心说 。

这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮 、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性 ，他还认为行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动
。

地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年
，N.哥白尼提出科学的日心说，认为太阳位于宇宙中心 ，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星 。

1609年
，J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了哥白尼的日心说 ，同年
，G.伽利略则率先用望远镜观测天空，用大量观测事实证实了日心说的正确性
。1687年 ，I.牛顿提出了万有引力定律
，深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。

在这以后 ，人们逐渐建立起了科学的太阳系概念 。 在哥白尼的宇宙图像中
，恒星只是位于最外层恒星天上的光点
。

1584年，G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天 ，认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶，由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计
，布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同 。

18世纪中叶，T.赖特
、I.康德和J.H.朗伯推测说 ，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统
。F.W.赫歇尔首创用取样统。