બ્રહ્માંડ ખૂબ વિશાળ છે અને કદાચ તેનો કદ-વિસ્તાર અનંત છે; તેનું અવલોકનક્ષમ દ્રવ્ય અવકાશમાં કમ સે કમ 93 અબજ પ્રકાશ વર્ષો સુધી પથરાયેલું છે. સરખામણી કરીએ તો, એક નમૂનારૂપ તારાવિશ્વનો વ્યાપ માત્ર 30,000 પ્રકાશ-વર્ષોનો હોય છે, અને બે પડોશી તારાવિશ્વો વચ્ચેનું લાક્ષણિક અંતર માત્ર 30 લાખ પ્રકાશ-વર્ષો હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આપણી આકાશગંગા આશરે 100,000 પ્રકાશ વર્ષોનો વ્યાસ ધરાવે છે, અને આપણું સૌથી નજીકનું તારાવિશ્વ, એન્ડ્રોમેડા તારાવિશ્વ આશરે 250 લાખ પ્રકાશ વર્ષો દૂર આવેલું છે. અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડમાં સંભવતઃ 100 અબજ (10) કરતાં વધુ તારાવિશ્વો છે. લાક્ષણિક તારાવિશ્વોમાં તારાવિશ્વના કેન્દ્રીય જથ્થાની આસપાસ પરિભ્રમણ કરતાં 100 લાખ (10) તારા ધરાવતા વામન તારાવિશ્વથી માંડીને એક ટ્રિલિયન (10) તારાઓ ધરાવતા વિરાટ તારાવિશ્વો હોય છે.

જયારે સરેરાશ અંતર 3000 લાખ પ્રકાશ વર્ષો કરતાં વધુ હોય ત્યારે, આખા બ્રહ્માંડમાં અવલોકનક્ષમ દ્રવ્ય એકસરખી રીતે ("સમસ્વભાવી" ) પથરાયેલું હોય છે. જો કે, ઓછું અંતર હોય ત્યારે, દ્રવ્ય-જથ્થો "ઢગલો" બનાવતો દેખાય છે, એટલે કે સ્તરીકરણવાળો ગુચ્છો બનાવે છે; ઘણા અણુઓ સંકોચન પામીને તારાઓ, મોટા ભાગના તારાઓ તારાવિશ્વો, મોટા ભાગના તારાવિશ્વો ફરીથી ગુચ્છ, મહાગુચ્છ અને છેવટે, તારાવિશ્વની વિરાટ દીવાલ જેવું સૌથી મોટા કદનું માળખું બને છે. બ્રહ્માંડનો અવલોકનક્ષમ દ્રવ્ય-જથ્થો "સમદેશિક રીતે" પણ પથરાયલો હોય છે, એટલે કે ગમે તે દિશામાંથી અવલોકન કરો તે અન્ય દિશા કરતાં જુદું ભાસશે નહીં; આકાશનો દરેક ભાગ આશરે એકસરખા ઘટકો ધરાવે છે. બ્રહ્માંડ અત્યંત સમદેશિક વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણોમાં પણ નહાયેલું હોય છે જે આશરે 2.725 કેલ્વિનના થર્મલ સમતુલા શ્યામ વર્ણપટને મળતા આવે છે. વિશાળ કદનું બ્રહ્માંડ સમસ્વભાવ અને સમદેશિક છે એ પૂર્વધારણા બ્રહ્માંડમીમાંસાના સિદ્ધાન્ત તરીકે પણ જાણીતી છે, અને ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનો પણ તેની સાખ પૂરે છે.

બ્રહ્માંડની વર્તમાન એકંદર ઘનતા ઘણી ઓછી છે, આશરે 9.9 × 10 ગ્રામ પ્રતિ ઘન સેન્ટીમીટર. આ દ્રવ્ય-ઊર્જાના જથ્થામાં 73% શ્યામ ઊર્જા, 23% ઠંડું શ્યામ દ્રવ્ય અને 4% સામાન્ય દ્રવ્ય હોય છે. આમ, અણુઓની ગીચતા દર ચાર ઘનમીટરના કદ-વિસ્તારમાં એક હાઈડ્રોજન અણુ પર આધાર રાખે છે. શ્યામ ઊર્જા અને શ્યામ દ્રવ્યના ગુણધર્મો ઘણે ભાગે અજાણ્યા છે. શ્યામ દ્રવ્ય, સામાન્ય દ્રવ્યની જેમ જ ગુરુત્વાકર્ષણ પામે છે અને આમ તે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને ધીમું પાડે છે; તેનાથી વિપરીત, શ્યામ ઊર્જા તેના વિસ્તરણને વેગ આપે છે.

આપણું બ્રહ્માંડ ઘણું જૂનું છે અને સતત ઉત્ક્રાંતિ પામે છે. બ્રહ્માંડની ઉંમર અંગેના સૌથી ચોકસાઈભરેલા અનુમાન મુજબ, બ્રહ્માંડની ઉંમર 13.73±0.12 અબજ વર્ષો છે, જે બ્રહ્માંડી વિદ્યુતચુંબકીય પશ્ચાદ્ વિકિરણોના અવલોકનોના આધારે નક્કી કરવામાં આવી છે. સ્વતંત્ર અનુમાનો (કિરણોત્સર્ગી તારીખો જેવી ગણતરીઓ પર આધારિત) પણ તેની સાથે સહમત થાય છે, અલબત્ત તેઓ એટલા ચોક્કસ નથી, તેઓ તેની ઉંમર 11–20 અબજ વર્ષોથી 
13–15 અબજ વર્ષો જેટલી ગણે છે. ઇતિહાસના દરેક તબક્કે બ્રહ્માંડ એકસરખું નહોતું; ઉદાહરણ તરીકે, કવાસરો અને તારાવિશ્વોની સંખ્યા બદલાઈ છે અને અવકાશ પણ વિસ્તર્યો હોવાનું જણાય છે. તારાવિશ્વનો પ્રકાશ માત્ર 13 અબજ વર્ષો પણ જેટલો પણ ખસ્યો હોય છતાં પણ પૃથ્વી-સ્થિત વિજ્ઞાનીઓ કેવી રીતે 30 અબજ પ્રકાશ વર્ષો દૂરના એક તારાવિશ્વનો પ્રકાશ જોઈ શકે છે, તેનો જવાબ આ અવકાશનું વિસ્તરણ આપે છે; મૂળે તેમની વચ્ચેનો અવકાશ વિસ્તર્યો હોય છે. દૂરના તારાવિશ્વનો પ્રકાશ રકતવિચલન પામે છે તે નિરીક્ષણ સાથે આ વિસ્તરણ સાતત્ય ધરાવે છે; આ પ્રવાસ દરમ્યાન બહાર ફેંકાતા ફોટોન ખેંચાઈને લાંબો તરંગલંબ રચે છે અને ઓછું આવર્તન ધરાવે છે. ટાઈપ આઈએ (Ia) સુપરનોવાએનો અભ્યાસ અને અન્ય માહિતી તરફથી મળતી પુષ્ટિના આધારે કહી શકાય છે કે આ અવકાશી વિસ્તરણનો વેગનો દર વધી રહ્યોછે.

સંબંધિત આંશિક જુદા જુદા રાસાયણિક ઘટકો- ખાસ કરીને હાઈડ્રોજન, ડ્યૂટીઅરિઅમ અને હિલિઅમ જેવા સૌથી હલકા અણુઓ - આખા બ્રહ્માંડમાં અને તેના સમગ્ર અવલોકનક્ષમ ઇતિહાસમાં સમરૂપ લાગે છે. બ્રહ્માંડમાં અદ્રવ્ય કરતાં ઘણા વધુ પ્રમાણમાં દ્રવ્ય આવેલાં હોય તેવું લાગે છે, આ અસમપ્રમાણ મોટા ભાગે સીપી (CP) ઉલ્લંઘનને લગતાં અવલોકનો સાથે સંબંધિત છે. બ્રહ્માંડમાં કોઈ પણ પ્રકારની વિદ્યુત જાળ જોવા મળતી નથી, અને તેથી બ્રહ્માંડના અંતરો માટે મુખ્યત્વે ગુરુત્વાકર્ષણ જ પ્રબળ અસર ધરાવે છે.બ્રહ્માંડ કોઈ ચોખ્ખો વેગ અને કોણીય વેગ ધરાવતું હોય તેમ ભાસતું નથી. જો બ્રહ્માંડ સીમિત હોય તો, વિદ્યુત જાળની ગેરહાજરી અને વેગ હોવાથી તે સ્વીકૃત ભૌતિક નિયમોને (ગાસુનો નિયમ અને અનુક્રમે તણાવ-ઊર્જા-કૃત્રિમ વેગ ટેન્સરના નોન-ડાઈવર્જન્સને) અનુસરશે.

બ્રહ્માંડ સરળ, અખંડ અવકાશ-સમય ધરાવે છે, જેમાં ત્રણ અવકાશી પરિમાણો છે અને એક સમયનું પરિમાણ છે. એકંદરે, અવકાશ લગભગ એકદમ સપાટ (શૂન્ય અંશના વળાંકની નજીક) જણાયો છે, તેનો અર્થ એમ થયો કે આખા બ્રહ્માંડના મોટા ભાગના હિસ્સામાં યુકલીડની ભૂમિતિ પ્રાયોગિક ધોરણે ખૂબ ચોકસાઈ સાથે સાચી પડે છે. અવકાશ-સમય સંસ્થિત સાથે પણ સ્પષ્ટપણે જોડાયેલાં છે, કમ સે કમ અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડના લંબાઈ-પરિમાણ સાથે તો ખરાં જ. જો કે બ્રહ્માંડને વધુ પરિમાણો છે અને તેનો અવકાશ-સમય વૈશ્વિક સંસ્થિતિ સાથે બહુવિધ રીતે, દ્વિ-પરિમાણીય અવકાશોની નળાકાર અથવા ટોરોઈડલ સંસ્થિતિઓ સાથે સામ્યતા ધરાવતી રીતે, જોડાયેલો હોઈ શકે એવી સંભાવનાઓને વર્તમાન અવલોકનો અવગણી શકે નહીં.

આખું બ્રહ્માંડ એકસરખાં સ્થૂળ કાયદાઓ અને સ્થૂળ સ્થિરાંકોથી નિયંત્રિત હોય તેમ લાગે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રચલિત પ્રભાણભૂત મૉડલ અનુસાર, તમામ દ્રવ્યનું બંધારણ લેપ્ટોન (lepton) અને કવાર્ક (quark)ની ત્રણ પેઢીઓથી થયું છે, આ બંને ફેર્મિઓન્સ(fermion) છે. આ પ્રાથમિક કણો ત્રણ મૂળભૂત રીતે સંપર્કમાં આવે છેઃ વિદ્યુતચુંબકીય અને નબળા અણુકેન્દ્રીય બળને સમાવતી નબળીવિદ્યુત અન્યોન્ય ક્રિયા દ્વારા; કવોન્ટમ ક્રોમોડાયનેમિકસ થકી વર્ણાવાતા શકિતશાળી અણુકેન્દ્રીય બળ દ્વારા; અને ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા, જે અત્યારે સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાન્તથી શ્રેષ્ઠ રીતે સમજાવવામાં આવે છે. પહેલી બે અન્યોન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ફરીથી નિરૂપાયેલી કવોન્ટમ ફિલ્ડ થીયરીથી સમજાવી શકાય છે અને અમુક ચોક્કસ પ્રકારની નિયત સમપ્રમાણતાને મળતા આવતા ગેજ બોસોન્સ દ્વારા તેને વિહિત કરવામાં આવે છે.સામાન્ય સાપેક્ષતાની કવોન્ટમ ફિલ્ડ થીયરીનું ફેરનિરૂપણ હજી સુધી પૂર્ણ થયું નથી, અલબત્ત સ્ટ્રિંગ થીયરીના વિવિધ રૂપો ઘણા આશાસ્પદ લાગે છે. જો અવકાશી અને સમયના લંબ પૂરતા ટૂંકા હોય તો વિશિષ્ટ સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાન્ત આખા બ્રહ્માંડને લાગુ પડતો માનવામાં આવે છે; નહીં તો પછી સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાન્ત લાગુ પડવો જોઈએ. પ્લાન્કનો સ્થિરાંક "એચ(h)" અથવા ગુરુત્વાકર્ષણનો સ્થિરાંક "જી(G)" ની જેમ આપણા આખા બ્રહ્માંડમાં ભૌતિક સ્થિરાંકોના ચોક્કસ મૂલ્યો માટે કોઈ ખુલાસો આપી શકાય તેમ નથી. કેટલાક સંરક્ષણ કાયદાઓ પારખી શકાયા છે, જેમ કે સ્ફોટક પ્રવાહ, વેગ, કોણીય વેગ અને ઊર્જાનું સંરક્ષણ; અનેક કિસ્સામાં, આ સંરક્ષણ કાયદાઓને સમપ્રમાણતા અથવા ગણિતીય સૂત્રો સાથે સંબંધિત કરી શકાય છે.

અવલોકનક્ષમ વાસ્તવિકતા તરીકેની વ્યાખ્યા
વિશિષ્ટ સાપેક્ષતા અને અવકાશ-સમય
દાર્શનિક પ્રરૂપો
કદ, વય, બંધારણ-ઘટકો, માળખું અને નિયમો