thumb|300px|Sol sobre o Stonehenge, durante o solstício de inverno. Desde o início, o homem sempre observou o céu em busca de possíveis relações entre suas histórias e os fenômenos cósmicosMarcelo Gleiser. Poeira das estrelas. Rio de Janeiro: Globo, 2006;
A história da astronomia envolve um período de tempo tão antigo quanto a origem do homem. A astronomia é a mais antiga das ciências naturais. Descobertas arqueológicas têm fornecido evidências de observações astronômicas entre os povos pré-históricos. Desde a antiguidade, o céu vem sendo usado como mapa, calendário ou relógio.Iran Carlos S. Corrêa. História da Astronomia. UFRJ: Museu de Topografia Prof. Laureano Ibrahim Chaffe; O desejo de conhecimento sempre incentivou o estudo da astronomia, seja por razões religiosas, seja para a predição de eventos. No início, a astronomia coincidiu com a criação da astrologia, representando tanto um instrumento de conhecimento quanto de poder. Só depois do advento do método científico, a ciência passou a fazer uma clara separação disciplinar entre astronomia e astrologia.
Desde os tempos antigos, os homens pesquisaram e aprenderam uma grande quantidade de dados sobre o universo simplesmente observando o céu. Os primeiros astrônomos faziam uso ou de seus pontos de vista ou de alguma ferramenta rudimentar a fim de calcular a posição das estrelas. A antiga compreensão da mecânica celeste contribuiu para a criação de uma "agenda" ligada às estações do ano e da lua, trazendo consequências positivas para a agricultura. O conhecimento de antemão da transição de uma estação para outra foi de fundamental importância para a capacidade de sobrevivência do homem antigo. Por isso, a investigação do céu sempre constituiu um importante elo entre o céu e a terra, entre o homem e Deus (ou entre o homem e os deuses).
Com a invenção do telescópio, o homem conseguiu cavar mais fundo na dinâmica celestial, abrindo uma "janela" mais ampla sobre o universo e suas regras. O desenvolvimento técnico aliada a exploração do espaço procurará expandir ainda mais o campo de investigação e conhecimento do cosmos.
Origem da Astronomia thumb|right|250px|O Newgrange, monumento pré-histórico localizado na Irlanda, foi construída em torno de 3200 aC, durante o período Neolítico. O monumento está alinhado com o sol nascente do solstício de inverno.
Desde o início, o homem sempre olhou para o céu em busca de possíveis correlações entre as suas histórias e os fenômenos cósmicos. Essas primeiras observações eram frutos da imaginação e da criatividade humana, o que deu origem as constelações. Elas também originaram à organização dos ciclos na agricultura, a contagem do tempo e os pontos referências para orientar-se na terra e no mar. Eles relacionavam os objetos no céu (e seus movimentos) a fenômenos como a chuva, a seca, as estações do ano e as marés. O homem também utilizou as primeiras observações astronômicas para fins religiosos: em algumas culturas, as estrelas, bem como a luz natural em um céu escuro, foi logo identificada como a divindade responsável pela proteção dos acontecimentos humanos. Acredita-se geralmente que os primeiros astrônomos profissionais foram os sacerdotes. A compreensão que eles tinham pelo céu era visto como algo divino, daí a antiga ligação da astronomia com o que hoje conhecemos como astrologia.
O primeiro conhecimento astronômico do homem pré-histórico consistiu essencialmente na previsão dos movimentos de objetos celestiais visíveis, como estrelas e planetas. Um exemplo de ferramenta na astronomia antiga são os primeiros monumentos astronômicos megalíticos, como o famoso complexo de Stonehenge, os montes de Newgrange, os Menir e os vários outros edifícios projetados com a função de observar o espaço sideral. Muitos destes monumentos mostram a relação do homem pré-histórico com o céu, bem como as excelentes capacidades de precisão das observações.
Em Stonehenge, por exemplo, cada pedra pesa em média 26 toneladas. A avenida principal que parte do centro da monumento aponta para o local no horizonte em que o Sol nasce no dia mais longo do verão (solstício). Nessa estrutura, algumas pedras estão alinhadas com o nascer e o pôr do Sol no início do verão e do inverno.
Parece que foi no paleolítico que o homem considerou o céu como o lugar onde as histórias dos deuses tomam forma. Há vestígios de um culto atribuído ao asterismo da Ursa Maior por povos que viviam além das margens do Estreito de Bering, no momento do último período glacial entre os Estados Unidos e a Ásia. Estudos recentes afirmam que no período Paleolítico (cerca de 16 000 anos atrás) foi desenvolvido um sistema de 25 constelações, dividida em três grupos que representam metaforicamente o Céu, a Terra e o submundo.
No período neolítico, a fim de melhorar a memorização das estrelas, foram atribuídas aos asterismos nomes semelhantes, nem sempre antropomórfico, aludindo a aspectos e elementos da vida agrícola e pastoral. A constelação do zodíaco, que se encontram perto da linha percorrida pelo sol durante o ano (eclíptica), foi uma das primeiras a ser codificada no céu, principalmente por razões práticas. Dada a importância da economia baseada numa agricultura-pastoral, se fez necessário conhecer as diferentes épocas do ano a fim de melhorar a semeadura, as plantações, a criação de animais e todas as outras práticas relacionadas ao homem primitivo.
Idade Antiga Mesopotâmia
As origens da astronomia Ocidental podem ser encontradas na Mesopotâmia, a "terra entre dois rios", Tigre e Eufrates, eram onde os reinos antigos dos Sumérios, Assírios, e Babilônios eram localizados. Uma forma de escrita conhecida como cuneiforme surgiu entre os sumérios aproximadamente em 3500-3000 a.C. Os sumérios somente praticavam uma forma básica de astronomia, mas tiveram uma importante influência na sofisticação da astronomia dos babilônios. A Teologia Astral, que deu aos deuses planetários um papel importante na Mitologia e religião mesopotâmica, começou com os sumérios. Eles também usavam um sistema numérico sexagesimal (base 60), que simplificava a tarefa do registro de números muito grandes ou muito pequenos. A prática moderna de dividir um círculo em 360 graus, de 60 minutos cada, começou com os sumérios. Para mais informações, veja os artigos em numerais babilônios e matemática.
Fontes clássicas normalmente usam o termo Caldeus para os astrônomos da Mesopotâmia, que foram, na verdade, sacerdotes escribas especializados em astrologia e outras formas de divinação. As atividades mais antigas de astrônomos babilônios foram as observações de fenômenos astronômicos significativos que eram considerados presságios. O melhor exemplo conhecido é a Tábua de Vênus de Ammisaduqa, um registro da primeira e última visibilidade observada do planeta Vênus no século XVI a.C. Os textos do tablete de Vênus foi posteriormente incluído em um extenso compêndio de presságios chamado de Enuma Anu Enlil.
Um aumento significante tanto na freqüência quanto na qualidade das observações babilônias surgiu durante o reinado de Nabonassar (747-733 a.C). O registro sistemático de fenômenos considerados como mau agouro em diários astronômicos que se iniciou nesse período, permitiu que fosse descoberto um ciclo repetitivo de eclipses lunares a cada 18 anos, por exemplo. O astrônomo grego Ptolomeu posteriormente usou os registros feitos na época de Nabonassar para consertar o início de uma era, já que ele sentiu que as observações usáveis mais antigas haviam sido feitas naquela época.
O último estágio no desenvolvimento da astronomia babilônia ocorreu durante o período do Império Selêucida (323-60 a.C) No terceiro século, astrônomos começaram a usar "textos anuais" para predizer os movimentos dos planetas. Esses textos compilavam registros de observações passadas para encontrar ocorrências repetitivas de fenômenos considerados como mau agouro para cada planeta. Aproximadamente na mesma época, ou um pouco depois, astrônomos criaram modelos matemáticos que os permitiram predizerem os fenômenos diretamente, sem necessitar da consulta nos registros antigos.
As influências Mesopotâmicas na astronomia ocidental são extensas. Foi dos mesopotâmicos que os gregos ganharam seus conhecimento sobre os planetas visíveis e as constelações do zodíaco, os séculos de registros de observações astronômicas e até a ideia de que os movimentos dos planetas poderiam ser preditos com precisão.
Grécia
thumb|250px|esquerda|O principal fragmento da Máquina de Anticítera, o primeiro computador analógico da história.
Os gregos antigos desenvolveram a astronomia, a qual eles relacionavam como um ramo da matemática, a um nível bem sofisticado.
No século IV a.C., o astrônomo Eudoxo de Cnido mediu o ano solar como sendo composto por 365 dias e 6 horas, havendo também proposto um modelo geométrico tridimensional para o movimento planetário, em que o Sol, a Lua e os outros planetas moviam-se em um sistema complexo de 27 esferas concêntricas à Terra. Seu contemporâneo mais jovem, Heraclides do Ponto, propôs que a Terra rodava ao redor de seu eixo.
Aristóteles (384-322 a.C) desenvolveu uma ideia de Universo, com a Terra no seu centro e com todo o resto rodando ao seu redor em órbitas que eram círculos perfeitos, que tinha um poder explanatório considerável e prevaleceu por séculos. Ao desenvolver e popularizar esse modelo cosmológico, Aristóteles tenha talvez mais ajudado o conhecimento do que o prejudicado.
A Máquina de Anticítera, um dispositivo originário da Grécia antiga que calculava os movimentos dos planetas, data de aproximadamente 80-87 a.C.e foi o primeiro ancestral dos computadores astronômicos. Foi encontrado nos destroços de um antigo naufrágio na ilha grega de Anticítera, entre Cítera e Creta. O dispositivo ficou famoso por usar uma engrenagem diferencial, que anteriormente se acreditava ter sido inventada no século XVI, e pela miniaturização e complexidade de suas partes, que foram comparadas a um relógio feito no século XVII. O mecanismo original está exposto na Coleção do Bronze do Museu Nacional Arqueológico de Atenas, acompanhado por uma replica. Outra replica está em exposição no Museu do Computador Americano em Bozeman, Montana.
O estudo da astronomia pelos gregos antigos não era limitado somente à Grécia, mas foi posteriormente desenvolvido nos séculos II e III a.C, nos estados helenísticos e em particular na Alexandria. No século III a.C., Aristarco de Samos foi o primeiro a propor um sistema inteiramente heliocêntrico, enquanto Eratóstenes, usando ângulos de sombras criadas em regiões totalmente distintas, estimou a circunferência da Terra com uma grande precisão.
No século seguinte, Hiparco fez inúmeras contribuições importantes, incluindo a primeira medição da precessão e a compilação do primeiro catálogo de estrelas. Ele propôs uma física alternativa a de Aristóteles, em um tratado que infelizmente foi perdido. Hiparco, que foi o primeiro astrônomo grego a insistir na precisão das medições, foi a fonte principal de Ptolomeu que escreveu a obra de arte da astronomia geocêntrica, o Magale Syntaxis (Grande Síntese), mais conhecido pelo seu título árabe Almagesto, que teve um efeito duradouro na astronomia até a Renascença. Hiparco também propôs nosso sistema moderno de magnitude aparente.
China
A astronomia na China tem uma longa história. Casas em Banpo de 4000 a.C.eram orientadas a uma posição coincidente com a culminação da constelação Yingshi (Parte do que chamamos de Pegasus), logo após o solstício de inverno. Isso era feito com o propósito de fornecer uma boa quantidade de luz solar para a casa. Mosaicos de duas das quatro mega-constelações (Dragão, Fênix, Tigre, Tartaruga) flanqueavam um sepultamento Longshan em Puyang praticamente na mesma época. O observatório astronômico de Taosi (2300-1900 a.C) usava as colinas ao leste como marcador.