നഗ്നനേത്രങ്ങളാൽ ദൃശ്യമാകുന്ന ഖഗോള വസ്തുക്കളുടെ ചലനവും അതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രവചനങ്ങളും മാത്രമാണ് ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ജ്യോതിശാസ്ത്രം കൈകാര്യം ചെയ്തിരുന്നത്. ഇംഗ്ലണ്ടിലുള്ള കുടക്കല്ലുകൾ (Stonehenge) പോലുള്ള ചില നിർമ്മിതികൾക്ക് ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രവുമായി ബന്ധം ഉണ്ട്. ആരാധനാ സംബന്ധമായ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് പുറമേ ഇത്തരം നിർമ്മിതികൾ ഋതുക്കൾ, കൃഷി നടത്തേണ്ട കാലം, സമയം, വർഷത്തിന്റെ വിഭജനം എന്നിവയെ കുറിച്ചൊക്കെ അറിയാനും നമ്മുടെ പൂർവ്വികരെ സഹായിച്ചിരുന്നു.

പ്രാചീന കാലത്തിലെ പല ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്ര ഉപകരണങ്ങളും കണ്ടെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ജ്യോതി ശാസ്ത്രത്തിൽ ഇന്നുപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ആയ ദൂരദർശിനിയും മറ്റും കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനു മുൻപ് കെട്ടിടങ്ങളുടേയോ, പർവ്വതങ്ങളുടേയോ, മരങ്ങളുടേയോ ഒക്കെ മുകളിൽ നിന്ന് നഗ്നനേത്രങ്ങളാൽ മാത്രം ആണ് ഖഗോള വസ്തുക്കളെ കുറിച്ച് പഠനങ്ങൾ നടത്തിയിരുന്നത്. 

ബാബിലോണിയ, പേർഷ്യ, ഈജിപ്ത്, മാസിഡോണിയ, ഇന്ത്യ, ചൈന, ഇസ്ലാമിക ലോകം എന്നിങ്ങനെ വിവിധ സംസ്കാരങ്ങൾ വികാസം പ്രാപിച്ചതിനൊപ്പം ജ്യോതിശാസ്ത്ര നിരീക്ഷണാലയങ്ങൾ സ്ഥാപിക്ക‌പ്പെടുകയും ആകാശത്തെ പറ്റി വിശദമായി പഠിക്കുവാൻ ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്തു. ഗ്രഹങ്ങളുടെ ചലനത്തെ കുറിച്ച് പ്രാഥമികമായ വിവരങ്ങൾ ലഭിച്ചെങ്കിലും ഭൂമിയെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കേന്ദ്രം ആയും സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളും ഒക്കെ ഭൂമിയെ ചുറ്റി സഞ്ചരിക്കുന്നതായും ആണ് കരുതപ്പെട്ടത്. ഇത് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂകേന്ദ്ര മാതൃക (Geocentric model of the universe) എന്നാണറിയപ്പെട്ടത്. 

ദൂരദർശിനിയുടെ വരവിനു മുൻപ് തന്നെ പ്രധാനപ്പെട്ട ചില കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിൽ സംഭവിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിനു ക്രാന്തി വൃത്തത്തിന്റെ (ecliptic) ചരിവിനെ കുറിച്ച് ക്രി.മു 1000-ൽ‍ തന്നെ ചൈനാക്കാർ മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു. ഗ്രഹണം, സാറോസ് എന്ന ഒരു തുടർചക്രം അനുസരിച്ചാണ് നടക്കുന്നത് എന്ന് കൽദയക്കാർ കണ്ടുപിടിച്ചിരുന്നു. ക്രി.മു. രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ചന്ദ്രന്റെ വലിപ്പവും ഭൂമിയിൽ നിന്ന് ചന്ദ്രനിലേക്കുള്ള ദൂരവും ഹിപ്പാർക്കസ് കണക്കു കൂട്ടിയിരുന്നു.

മധ്യകാല ഘട്ടങ്ങളിൽ , ഏതാണ്ട് പതിമൂന്നാം നൂറ്റാണ്ട് വരെ നിരീക്ഷണ ജ്യോതിശാസ്ത്രം യൂറോപ്പിൽ മന്ദീഭവിച്ചിരുന്നു. പക്ഷേ ഇക്കാലത്ത് പേർഷ്യയിലും മറ്റും ഇത് ഏറ്റവും ഔന്നത്യത്തിലായിരുന്നു.പ്രമുഖരായ അറബ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞരായ അൽ-ബത്വാനി, താബിത് ഇബ്ൻ ഖുറ്ര തുടങ്ങിയവർ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന് വളരെ വലിയ സംഭാവനകൾ നൽകിയവരിൽ ചിലരാണ്. അക്കാലത്ത് നക്ഷത്രങ്ങൾക്ക് ഇവർ പരിചയപ്പെടുത്തിയ പല അറബി നാമങ്ങളും ഇന്നു തനതു നാമങ്ങളായി (Proper name) ഉപയോഗിച്ച് പോരുന്നു.
ശാസ്ത്ര വിപ്ലവം
ചരിത്രം
സൗര ജ്യോതിശാസ്ത്രം
ഖഗോള വസ്തുക്കളെ കുറിച്ചുള്ള പഠനം