L'Imperi Romà i l'Edat Mitjana van ser períodes d'estancament per a l'astronomia, a l'almenys a Europa. Per als romans, el cel nocturn no era un element d'estudi interessant. Els europeus medievals, per la seva banda, no van posar en dubte la visió tradicional d'Aristòtil i Ptolemeu avalada per la Bíblia. Durant aquest període, l'astronomia, però, segueix evolucionant en el món musulmà, l'Índia i la Xina. El Renaixement significa un canvi en la forma de veure les coses, centrat en l'ésser humà (en oposició a Déu) i en la tornada als filòsofs clàssics, dels quals es prenen ara idees que es revisen. A més, la Bíblia deixa de ser una font indiscutida de saber, donant-se autoritat a la raó i a l'experiència, que es consideraran ara les principals fonts del saber. Tot això, donarà lloc a l'aparició de noves teories i estudis per part d'astrònoms com Nicolás Copèrnic i Johannes Kepler. La invenció del telescopi als Països Baixos i la seva adaptació a l'exploració astronòmica per Galileu Galilei donarà als astrònoms un nou i potent instrument que els permetrà ampliar enormement l'horitzó de les seves observacions i farà possibles els descobriments de Christiaan Huygens, Isaac Newton, William Herschel, Jan Heweliusz, Ole Rømer, Johan Bode i Joseph-Louis Lagrange, Edmund Halley, entre molts altres.
