Žvaigždės formuojasi iš tankių dujų ir dulkių debesų, vadinamų globulėmis. Prožvaigždės yra naujai besiformuojančios žvaigždės. Planetos formuojasi aplink žvaigždes iš besisukančio dujų ir dulkių disko, kur dulkės susijungia į vis didesnius darinius. Šmidto hipotezė teigia, kad Žemė susiformavo iš šaltos dujų ir dulkių masės, o jos vidus įšilo dėl radioaktyviųjų elementų skilimo.

Dangaus sukimasis stebimas pasirinkus žvaigždyną ir fiksuojant žvaigždžių padėties pokyčius per tam tikrą laiką. Fotografuojant žvaigždes ilga ekspozicija, gaunami apskritiminiai žvaigždžių pėdsakai, kurie parodo Žemės sukimąsi.

Kosminiams tyrimams naudojamos raketos, kurių principus pirmieji aprašė Konstantinas Ciolkovskis. Žmonijos pasiekimai kosmose apima pirmojo dirbtinio Žemės palydovo paleidimą, pirmojo žmogaus skrydį į kosmosą, išsilaipinimą Mėnulyje ir nepilotuojamus skrydžius į kitas Saulės sistemos planetas. Daugkartinio naudojimo erdvėlaiviai yra svarbus žingsnis kosminių kelionių technologijų vystyme. Tarpžvaigždiniai skrydžiai kelia didelių iššūkių dėl didelių atstumų ir reikalingo laiko.

Mėnulio regimasis judėjimas ir fazių kaita stebimi vakarais, nusileidus Saulei. Stebint kelis vakarus iš eilės, galima nustatyti, kaip keičiasi Mėnulio fazė ir jo padėtis dangaus skliaute.

Meteorai fotografuojami naudojant ilgą ekspoziciją, nukreipiant fotoaparatą 45° kampu nuo radianto. Dviejų fotoaparatų, esančių skirtingose vietose, nuotraukos leidžia nustatyti meteoro sužibimo aukštį. Besisukančios mentelės prieš objektyvą leidžia nustatyti meteoro greitį.

Meteorų stebėjimas apima jų skriejimo kelio fiksavimą žvaigždėlapyje, radianto nustatymą, ir duomenų apie meteorų ryškumą, spalvą bei tipą rinkimą. Stebėjimams geriausiai tinka tamsios naktys be Mėnulio pilnaties, toli nuo miesto šviesų.

Dieną galima orientuotis pagal Saulę, žinant, kad žiemą ir vasarą ji būna pietuose apie 13 valandą, o per lygiadienius teka tiksliai rytuose ir leidžiasi tiksliai vakaruose. Saulės regimasis greitis dangaus skliautu yra apie 15° per valandą. Naudojant lazdą ir stebint šešėlio judėjimą, galima nustatyti rytų-vakarų ir šiaurės-pietų kryptis.

Naktį galima orientuotis pagal Šiaurinę žvaigždę, kuri randama pratęsus Didžiųjų Grįžulo Ratų kraštinių žvaigždžių atkarpą penkis kartus. Atsistojus veidu į Šiaurinę žvaigždę, nustatomos ir kitos pasaulio kryptys.

Saulės kampinį aukštį virš horizonto galima apskaičiuoti išmatavus savo šešėlio ilgį ir žinant savo ūgį. Tai atliekama taikant trigonometrijos principus.

Stebint saulėtekius ir saulėlydžius iš tos pačios vietos, galima pastebėti, kaip keičiasi jų vieta horizonte bėgant laikui. Ypatingai svarbu stebėti saulėtekius ir saulėlydžius per lygiadienius.

Visata nuolat plečiasi, o jos objektai tolsta vienas nuo kito pagal Hablio dėsnį. Tai leidžia manyti, kad Visata prasidėjo nuo labai mažo, tankaus taško – singuliariojo taško – Didžiojo Sprogimo metu. Šią teoriją patvirtina foninė kosminė radijo spinduliuotė, kuri yra Didžiojo Sprogimo „aidai„. Ši spinduliuotė nėra tolygi, o jos temperatūros skirtumai rodo Visatos medžiagos netolygumus pradiniame etape.