Considérase o comezo da astronomía na antiga Babilonia polos seus sacerdotes. Estudos recentes dos gravados babilonios mostraron o coñecemento extremadamente preciso que posuían do seu ceo nocturno. Seguindo aos babilonios, os exipcios tamén facían especial fincapé na observación do ceo.
A combinación das interpretacións relixiosas do ceo, como lendas e mitos, conducen a unha dualidade que hoxe nós identificamos como astroloxía. É importante ter en conta que antes de 1750 aproximadamente non se facía distinción entre astronomía e astroloxía.
A diferenza da maioría de científicos, os astrónomos non poden manipular directamente os obxectos que estudan, e deben facer uso de detalladas observacións para os seus descubrimentos. Xeralmente, os astrónomos usan telescopios e outros instrumentos ópticos para as súas observacións.
Determinaron a posición dunhas 1000 estrelas brillantes, intentaron explicar misterios astronómicos sen renunciar ao modelo xeocéntrico do Universo comunmente establecido na súa época, e clasificaron as estrelas pola súa magnitude.
Foi o primeiro astrónomo que usou o telescopio para observar o ceo. A Inquisición condenouno a arresto domiciliario polos seus descubrimentos, o cal foi levantado 359 anos despois polo PapaXoán Paulo II.
Traballou nos mecanismos interiores das estrelas. É particularmente coñecido por determinar o efecto da relatividade especial nas estrelas, incluíndo o primeiro cálculo do límite de Chandrasekhar, sen calculadora, durante unha viaxe en barco.
Catalogou estrelas variables Cefeidas nas Nubes de Magallanes. En 1912 descubriu a relación entre luminosidade e periodicidade das Cefeidas - determinante para o posterior traballo de Hertzprung.
Determinou a distancia a varias Cefeidas, cando as estrelas eran detectadas noutras galaxias como Andrómeda, a distancia a esas galaxias quedaba determinada.
