Salah satu peradaban yang gigih mempelajari alam semesta adalah peradaban Yunani Kuno. Sekitar ±500 SM – 400 M, berbagai teori alam semesta muncul dari para ilmuwan Yunani. Di antara teori yang ada adalah Phytagoras dengan teori Bumi bundar.
Ada juga Ptolomeus yang mempelajari pergerakan planet, dan Aristoteles yang menghasilkan kumpulan hasil pengamatan para astronom lain.
Gagasan revolusioner yang dicatat sejarah adalah ketika pada tahun 1543. Pada tahun tersebut, Nicolaus Copernicus memperkenalkan teori bahwa Bumi dan planet-planet lainnya sebenarnya mengorbit mengelilingi Matahari.
Bukanlah Bumi yang menjadi pusat tata surya, seperti yang dipahami sebelumnya. Gagasan ini terus dicari tahu oleh astronom di era-era berikutnya. Pada tahun ± 1600 astronom Denmark, Tycho Brahe yang dibantu oleh asistennya, Johannes Kepler menemukan bahwa planet-planet memang mengorbit Matahari dalam jalur berbentuk elips.
Teori ini diperkuat lagi dengan pembuktian dari astronom Italia, Galileo Galilei yang menggunakan teleskop untuk melakukan pengamatan di angkasa luar.
Tidak berhenti pada pengetahuan seputar revolusi Bumi dan planetplanetnya, rahasia benda langit lain pun diamati dari Bumi. Pada tahun 1682, Edmond Halley mengamati sebuah komet. Ia dapat menyimpulkan bahwa komet ini muncul setiap 76 tahun sekali. Komet ini pun dikenal dengan nama Komet Halley.
Planet-planet dalam tata surya juga dikenal dan dipelajari secara bertahap. Uranus ditemukan pada tahun 1782 oleh William Herschel. Pluto yang terjauh baru ditemukan pada tahun 1930. Akan tetapi, setelah pengetahuan semakin berkembang, Pluto kemudian tidak lagi dikelompokkan sebagai planet.
