astronómia väčšinou stagnovala, aj keď v Arabskom svete sa jej darilo. Na sklonku 9. storočia islamský astronóm al-Fargání rozsiahlo opísal pohyb nebeských telies. Jeho práca bola preložená do latinčiny v 12. storočí. Ku koncu 10. storočia bolo blízko Teheránu v Perzii (dnešný Irán) vybudované obrovské observatórium,a to vďaka astronómovi al-Khujandimu, ktorý pozoroval sériu astronomických prechodov Slnka cez kulminačný bod, čo mu dovoľovalo vypočítať nejasnosti ekliptiky. Podobne v Perzii Omar Chajjám uskutočnil reformu kalendára, ktorá bola presnejšia než juliánska a priblížila sa presnosťou ku gregoriánskej.
V časoch renesancie, Mikuláš Kopernik navrhol heliocentrický model Slnečnej sústavy. Jeho prácu obhájil, rozšíril a opravil Galileo Galilei a Johannes Kepler. Galileo pridal do svojich pozorovaní zlepšenie pomocou teleskopu. Kepler bol prvý, kto vymyslel systém, ktorý správne opisoval detaily pohybov planét okolo Slnka nachádzajúceho sa v strede Slnečnej sústavy. Kepler však neuspel pri formulovaní teórie stojacej za jeho zákonmi. Až Newtonov objav nebeskej dynamiky a jeho gravitačné zákony konečne vysvetlili pohyby planét. Newton tiež vymyslel reflekčný teleskop.
Hviezdy boli zaradené medzi vzdialené objekty. S objavom spektroskopie bolo dokázané, že sú podobné nášmu Slnku, ale so širokým rozsahom teplôt, hmotností a veľkostí. Existencia našej galaxie, Mliečnej cesty, ako oddelenej skupiny hviezd bola dokázaná iba nedávno, v 20. storočí, spolu s existenciou ďalších galaxií a čoskoro potom aj rozpínaním vesmíru objaveným sledovaním pohybu galaxií smerom od nás. Kozmológia urobila v 20. storočí obrovské pokroky so svojím modelom Veľkého tresku, ktorý výrazne podporovali dôkazy poskytované astronómiou a fyzikou ako napríklad kozmické mikrovlné reliktové žiarenie, Hubblov zákon a kozmologická hojnosť prvkov