18世紀中葉，康德等人還提出，在整個宇宙中，存在著無數像我們的天體係統(指銀河係)那樣的天體係統。而當時看去呈雲霧狀的“星雲”很可能正是這樣的天體係統。此後經曆了長達170年的曲折的探索曆程，直到1924年，才由E.P.哈勃用造父視差法測仙女座大星雲等的距離確認了河外星係的存在。
近半個世紀，人們通過對河外星係的研究，不僅已發現了星係團、超星係團等更高層次的天體係統，而且已使我們的視野擴展到遠達200億光年的宇宙深處。
宇宙演化觀念的發展在中國，早在西漢時期，《淮南子•俶真訓》指出：“有始者，有未始有有始者，有未始有夫未始有有始者”，認為世界有它的開辟之時，有它的開辟以前的時期，也有它的開辟以前的以前的時期。《淮南子•天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘，也存在著類似的見解。例如留基伯就提出，由於原子在空虛的空間中作旋渦運動，結果輕的物質逃逸到外部的虛空，而其餘的物質則構成了球形的天體，從而形成了我們的世界。
太陽係概念確立以後，人們開始從科學的角度來探討太陽係的起源。1644年，R.笛卡爾提出了太陽係起源的旋渦說；1745年，G.L.L.布豐提出了一個因大彗星與太陽掠碰導致形成行星係統的太陽係起源說；1755年和1796年，康德和拉普拉斯則各自提出了太陽係起源的星雲說。現代探討太陽係起源z的新星雲說正是在康德－拉普拉斯星雲說的基礎上發展起來。
1911年，E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖；1913年，伯特蘭•阿瑟•威廉•羅素則繪出了恒星的光譜－光度圖，即赫羅圖。羅素在獲得此圖後便提出了一個恒星從紅巨星開始，先收縮進入主序，後沿主序下滑，最終成為紅矮星的恒星演化學說。1924年，亞瑟•斯坦利•愛丁頓提出了恒星的質光關係；1937～1939年，C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恒星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定，並導致了科學的恒星演化理論的誕生。對於星係起源的研究，起步較遲，目前普遍認為，它是我們的宇宙開始形成的後期由原星係演化而來的。
1917年，A.阿爾伯特•愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個“靜態、有限、無界”的宇宙模型，奠定了現代宇宙學的基礎。1922年，G.D.弗裏德曼發現，根據阿爾伯特•愛因斯坦的場方程，宇宙不一定是靜態的，它可以是膨脹的，也可以是振蕩的。前者對應於開放的宇宙，後者對應於閉合的宇宙。1927年，G.勒梅特也提出了一個膨脹宇宙模型.1929年哈勃發現了星係紅移與它的距離成正比，建立了著名的哈勃定律。這一發現是對膨脹宇宙模型的有力支持。20世紀中葉，G.伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙模型，他們還預言，根據這一模型，應能觀測到宇宙空間目前殘存著溫度很低的背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫等人的預言。從此，許多人把大爆炸宇宙模型看成標準宇宙模型。1980年，美國的古斯在熱大爆炸宇宙模型的基礎上又進一步提出了暴漲宇宙模型。這一模型可以解釋目前已知的大多數重要觀測事實。
宇宙圖景當代天文學的研究成果表明，宇宙是有層次結構的、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體係統。
現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的曆程。當代關於太陽係起源學說認為，太陽係很可能是50億年前銀河係中的一團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)由於引力收縮而逐漸形成的（見太陽係起源）。恒星是由星雲產生的，它的一生經曆了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。星係的起源和宇宙起源密切相關，流行的看法是：在宇宙發生熱大爆炸後40萬年，溫度降到4000K，宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期，這時或由於密度漲落形成的引力不穩定性，或由於宇宙湍流的作用而逐步形成原星係，然後再演化為星係團和星係。熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史：我們的宇宙起源於200億年前的一次大爆炸，當時溫度極高、密度極大。隨著宇宙的膨脹，它經曆了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程，直至10～20億年前，才進入大規模形成星係的階段，此後逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。它認為在宇宙極早期，在我們的宇宙誕生後約10－36秒的時候，它曾經曆了一個暴漲階段。
宇宙的創生有些宇宙學家認為，暴漲模型最徹底的改革也許是觀測宇宙中所有的物質和能量從無中產生的觀點，這種觀點之所以在以前不能為人們接受，是因為存在著許多守恒定律，特別是重子數守恒和能量守恒。但隨著大統一理論的發展，重子數有可能是不守恒的，而宇宙中的引力能可粗略地說是負的，並精確地抵消非引力能，總能量為零。因此就不存在已知的守恒律阻止觀測宇宙從無中演化出來的問題。這種“無中生有”的觀點在哲學上包括兩個方麵：①本體論方麵。如果認為“無”是絕對的虛無，則是錯誤的。這不僅違反了人類已知的科學實踐，而且也違反了暴漲模型本身。按照該模型，我們所研究的觀測宇宙僅僅是整個暴漲區域的很小的一部分，在觀測宇宙之外並不是絕對的“無”。現在觀測宇宙的物質是從假真空狀態釋放出來的能量轉化而來的，這種真空能恰恰是一種特殊的物質和能量形式，並不是創生於絕對的“無”。如果進一步說這種真空能起源於“無”，因而整個觀測宇宙歸根到底起源於“無”，那麼這個“無”也隻能是一種未知的物質和能量形式。②認識論和方法論方麵。暴漲模型所涉及的宇宙概念是自然科學的宇宙概念。這個宇宙不論多麼巨大，作為一個有限的物質體係，也有其產生、發展和滅亡的曆史。暴漲模型把傳統的大爆炸宇宙學與大統一理論結合起來，認為觀測宇宙中的物質與能量形式不是永恒的，應研究它們的起源。它把“無”作為一種未知的物質和能量形式，把“無”和“有”作為一對邏輯範疇，探討我們的宇宙如何從“無”——未知的物質和能量形式，轉化為“有”——已知的物質和能量形式，這在認識論和方法論上有一定意義。
時空起源有些人認為，時間和空間不是永恒的，而是從沒有時間和沒有空間的狀態產生的。根據現有的物理理論，在小於10－43秒和10－33厘米的範圍內，就沒有一個“鍾”和一把“尺子”能加以測量，因此時間和空間概念失效了，是一個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點提出已知的時空形式有其適用的界限是完全正確的。正像曆史上的牛頓時空觀發展到相對論時空觀那樣，今天隨著科學實踐的發展也必然要求建立新的時空觀。由於在大爆炸後10－43秒以內，廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應，因此有些人試圖通過時空的量子化的途徑來探討已知的時空形式的起源。這些工作都是有益的，但我們決不能因為人類時空觀念的發展或者在現有的科學技術水平上無法度量新的時空形式，而否定作為物質存在形式的時間、空間的客觀存在。
人和宇宙從本世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但隻有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們隻能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。但有人提出，宇宙的產生依賴於作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨著科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。