中國古人曾提出蓋天說、宣夜說和渾天說，在春秋戰國時期民間就有嫦娥奔月的傳說，漢代學者張衡也曾提出“宇之表無極，宙之端無窮”的無限宇宙概念。渾天說認為天地的形狀像一個雞蛋，天與地的關係就像蛋殼包著蛋黃。張衡認為渾天說比較符合觀測的實際。[4]
公元前7世紀，巴比倫人認為，天和地都是拱形的，大地被海洋所環繞，而其中央則是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子，大地的中央則是尼羅河。
古猶太人認為，地球是宇宙的中心，周圍繞著一圈星球，再往外去，寥落地分布著其餘天體。有一個靜止的天球存在，在其內部，星球各居其位，轉動不止。[5]
地球原來是近似圓形
最早認識到大地是球形的是古希臘人。公元前6世紀，畢達哥拉斯從美學觀念出發，認為一切立體圖形中最美的是球形，主張天體和大地都是近似球形的。[6]這一觀念為後來許多古希臘學者所繼承，被17世紀初麥哲倫的環球航行所證實。[7]
地心說、日心說和萬有引力定律
托勒密的地心說示意圖
公元2世紀，C.托勒密提出了世界上第一個行星體係模型地心說。地球處於宇宙中心。從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運轉。為了說明行星運動的不均勻性，提出行星在本輪上繞其中心轉動，而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。[8]
1543年，N.哥白尼所著《天球運行論》正式提出了“日心說”觀點，[9]認為太陽是行星係統的中心，一切行星都繞太陽旋轉。地球也是一顆行星，它上麵像陀螺一樣自轉，一麵又和其他行星一樣圍繞太陽轉動。在中世紀的歐洲，托勒密的地心說由於符合神權統治理論的需要，一直占有統治地位。為了捍衛日心說，不少仁人誌士與黑暗的神權統治勢力進行了前仆後繼的鬥爭，付出了血的代價。[10]
1609年，J.開普勒的開普勒三定律揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉，發展了日心說，為牛頓萬有引力定律的提出打下了基礎。[11]1608年利普賽發明望遠鏡後，伽利略立即加以改造並指向蒼穹。