太陽是地球上光和熱的源泉。從天文學的觀點來看，它作為離我們最近的一顆恒星而占有特殊的地位。作為恒星來說，太陽很普通又很典型。它在各類恒星中不算亮也不算暗，不大也不小。太陽的中心處在很高的壓力下，溫度約1500萬度。那裏的高溫高壓條件導致熱核聚變，每秒鍾釋放的能量可供地球上按現在的消費水平使用1000萬年。這種能量中的主要部分，輾轉經曆千萬年的時間才傳到太陽表麵，然後輻射到周圍的空間中去。
太陽表麵經常出現的以黑子和磁場為標誌的太陽活動，是宇宙電動力學現象的一個重要現象。這種活動趨於劇烈時便發生耀斑現象，表現為各種波長的電磁輻射的突增和“高”能量質點的拋射。這是天文世界中極為重要、極其複雜的能量聚集、存儲、引發和釋放過程的一個特寫。盡管這在恒星世界中還屬於很小規模的活動。
銀河係與河外星係
夏夜仰望天空，可以看到橫貫天空的銀河。從望遠鏡裏看去，銀河帶實際上是由千千萬萬顆星星組成的。這個龐大的恒星集團取名為銀河係。在銀河係裏，大部分恒星集中在一個扃球狀的空間範圍內，側麵看上去像一個鐵餅。人們肉眼看到的銀河正是這個“鐵餅”的一部分投影。在銀河係裏，恒星的總數在千億顆以上，此外還有各種類型的銀河星雲、星際氣體和塵埃。
銀河係以外還有許許多多同銀河係規模相當的龐大天體係統，它們曾形象地被稱為“宇宙島”，一般稱為河外星係，簡稱星係。
星係也聚成大大小小的集團，有雙重星係、多重星係以至星係團。用目前最大的望遠鏡可以觀測到數以十億計的星係，其中離我們最遠的估計達150億光年。
河外星係按它們的形態可以分為橢圓星係、漩渦星係和不規則星係。它們的演化曆程目前尚無定論。河外星係的觀測使天文學研究的範圍擴展到以百億光年為尺度的廣闊空間，使我們對大尺度空間中的物理狀態有了實測的基礎，成為現代宇宙學的一個支柱。
天文學的發現與成就
現代宇宙學的誕生
宇宙學是從整體上研究宇宙的結構和演化、運動和發展的科學，是天文學的一個嶄新分支。20世紀以來，在大量天文觀測資料和現代物理學的基礎上，產生了現代宇宙學，開創者是偉大的物理學家愛因斯坦。1916年，愛因斯坦建立了廣義相對論。1917年，他率先把廣義相對論應用於宇宙研究，提出了他的宇宙模型。愛因斯坦的假說給予人們很大的啟發，但宇宙靜止的觀點並不令人信服。
與愛因斯坦的宇宙靜止觀相反，英國天文學家愛丁頓1920年提出宇宙在膨脹中的看法。1924年，蘇聯數學家弗裏德曼在廣義相對論的框架下，從理論上論證了宇宙要麼膨脹，要麼收縮，決不會保持靜止狀態。1927年，比利時天文學家勒梅特建立了宇宙膨脹模型，他認為大尺度空間隨時間的推移而膨脹。
哈勃的重要發現——星係的紅移定律，大大促進了現代宇宙學的誕生。1929年，哈勃著名的紅移定律表明所有河外星係都有光譜線紅移（向低頻方向移動）現象，即它們都以不同的方向遠離我們而去，並且離我們越遠的星係離去速度越大，這似乎說明整個宇宙在膨脹之中。哈勃的這一發現，為弗裏德曼和勒梅特宇宙模型提出了直接的觀測依據，動搖了宇宙靜止的傳統觀念，是20世紀天文學最重要的成就之一。
射電天文學的誕生
1932年，美國電信工程師央斯基發現了來自太空的無線電波，開創了用輻射電波研究天體的新紀元。1940年，美國人雷伯爾製成了一座直徑為9．45米的拋物麵天線，用以接收太空來的無線電波，這是世界上第一台射電天文望遠鏡。從此，光波波段以外的射電窗口被打開了，一個嶄新的分支——射電天文學隨之誕生。射電天文學至今已發現太空中有3萬多個射電源，並看到了100億光年的星係。
宇宙微波背景輻射的發現
天文學最有意義的發現是宇宙做波背景輻射。
1948年，著名物理學家蓋莫夫等提出大爆炸宇宙模型時，曾預言在宇宙形成的最初階段留下了黑色微波背景輻射。
1964年，美國貝爾電話實驗室在新澤西州的克勞福德山上設立了一架供人造衛星用的天線，射電天文學家彭齊亞斯和威爾遜負責調試這架天線，以測定銀河係平麵以外區域的射電波強度。當他們想盡辦法避免地麵噪聲幹擾，而且提高了天線的靈敏度後，發現總有一個原因不明的噪聲消除不掉。這個噪聲十分穩定，相當於3．5K的射電輻射溫度。