大學教師篤信教學相長的道理。而貫穿本書的脈絡，即筆者三十年來在劍橋大學教授研究生所學得的天文學史。
當老師的終究堅信，自己能夠洞見重點。我也不能免俗，所以選擇了那些我自信為最基本、重要的問題，加以詳細、甚至鉅細靡遺地討論。為了節省篇幅，許多別的歷史學家認為重要的問題以及較次要的大量論點，我只會簡單地提一下。
我們將主要內容放在近東和歐洲天文學的發展上，即今日世人所知的天文科學。其它的古天文學，如中國天文學，以及新大陸在西班牙征服者到達前的那套複雜的天文學，當然會引起天文學史家關注，但本書僅概略描述過。
讀者在進入天文學的歷史時，往往期望討論重點擺在「誰先找到正解？」，但在本書中，想滿足此種期望的效果有限。這有兩個原因：
首先，「找出正解」一問假設了科學是以益發趨近真實的理論加以推演，一直前進、持續不斷，由真理累積而成的學問。在現實層面，情況可能如此。我們很難想像，從中世紀以來的「地圓說」之主張會被否定；或是有天發現實際上金星還比水星更接近太陽。但在更深層的理論面上，科學的發展卻極其複雜。在所謂的「常態科學」（normal science）中，往往包含了來自各方的貢獻，而從最初的困惑、逐漸清晰而詳盡；有時候會有戲劇性或意想不到的進展。牛頓死後的一百多年裡，一般咸認全人類僅他一人有此特權闡釋物質宇宙的基本定理，他在一六八七年已闡釋過一次，且此舉已不可能再有。然而愛因斯坦把牛頓的空間、時間、重力等基本概念徹底改造，摧毀了這個自滿的看法。然而，若誰就此宣稱牛頓就是「錯了」而其成就也不值一顧，那就是個糟糕的歷史學家了。
其次，今天的天文學史家知道，他們的任務不在替那些觀點符合現代天文學理論的古代天文學家宣揚功績，而是要讓讀者有一段動人的旅程。此行要帶領讀者，至概念上算是陌生之地的過往文明中，尋求天空之秘的解答，如同今日我們所做的；只不過當時的疑惑在今日已是稀鬆平常而不值一哂，其時其人求解的思考模式亦迥異於今人。歷史學家希望讀者將關於天文學的本質與目的之現代假設置之腦後，「擱下」現代的諸多天文知識，與他們一同體驗這些迥異的概念。
例如，柏拉圖其時代的人觀測到，天球夜復一夜等速旋轉，上面有無數「固定」的恆星隨著旋轉，其間的相對位置卻未稍變；但是他們也看到，有七個「流浪者」或謂「行星」——太陽、月亮、水星等等——以令人迷惑的方式穿行於眾星之中。我們若想理解自柏拉圖至哥白尼的一千九百多年間的天文學，就必須把現代的「行星」概念放到一邊，將太陽和月亮視為「行星」。更重要的是，我們必須把現今對天文學家任務的認識拋去，因為我們是在研究其它文化，在該文化中，天文學家的任務是為每個「行星」設計一個幾何模型，並據此模型計算、製表，定出該天體未來時刻的精確位置。
這意味著兩千年來，天文學是應用幾何學的。幸運的是，數學底子不佳的讀者不必絕望，其涉及的概念相當基礎——幾乎就是單一或成對的等速圓周運動。而這些以多數圓組成的複雜模型本身，就不是基礎概念而已；但我們能做到的就是舉例說明，甚至是將其從正文中分出另行討論。
沒有人會把牛頓的後繼者所使用的數學技巧說成是基本功。在《原理》（Principia）一書中，牛頓主張，萬有引力定律是理解物質宇宙的關鍵。將其應用在極其複雜的太陽系時，能否推算出我們觀測到的彗星、行星及衛星的運動，才是對萬有引力定律的考驗。此問題讓當時一小群天才數學家關注了將近一百多年，而如何對他們的成就做出正確評價，是天文學史家所要面臨的問題。儘管天文學家對其結論有高度興趣，但由於他們本身並非天文學家，僅是在天文學界工作的數學家，因此即使忽略其計算中的細節，我們也不致良心不安。
這些「天體力學家」與他們中古世紀的前輩一樣，全神貫注於太陽系。相對於行星運動來說，恆星不過是固定的背景般無足輕重——因此人們也不感興趣；能對恆星做的事，也僅是在星表中標定其位置和亮度罷了。甚至遲至一八三三年，研究恆星和星雲的頭號權威約翰．赫歇爾（John Herschel），出版的專著《天文學》（A Treatise on Astronomy）中，還僅用了一章來處理恆星的問題。與他同時代的人，無論專家或業餘者，除了極少例外，都只對一顆恆星——太陽——及其衛星感興趣。
但是此後，天平就明顯向另一邊傾斜了，今天的歷史學家看到，十八、十九世紀的恆星、星雲和「宇宙結構」的先驅研究，對未來的天文學思想有深遠影響。因此本書著重在早期對於太陽系範圍外的探索研究，而非看似應然地著墨在當時的天文學家。
近幾世紀以來，我們的天文學報告一再出現一個議題：距離。觀測者看到的天體像是散佈在天球表面；而這種景象是二維的。為了建立三維宇宙的理論，觀測者必須測出第三維的數據，也就是距離的值。
這段研究過程令人興奮，能成功測出難以想像的遙遠天體的距離，是天文學的驚人成就之一；因為即使是離我們最近的恆星，我們也要經過好幾年才能看到它們的光。但天體這遙遠的距離，卻有意外的好處，因為我們看到的光，不是恆星此刻發出的，而是此段太空旅行啟程時的光。這使天文學家得以看到似乎不可能的「過往」景象。距離越遠的天體，我們看到的「過往」景象就越久遠；今天這些研究出的「距離」有時舉足輕重，足以引用為支持或反駁宇宙學理論中關於宇宙初期成因的論證。
歷史何時結束？科學何時開始？歷史學家本身因離當代天文學太近，而難以看得仔細透徹。儘管用歷史觀點來看待「今日天文學」為時過早，但近幾十年來的天文學已有明顯的改變，這些變化太戲劇性，太令人興奮，以至於歷史學家乾脆忽視不管。所以，我們藉著檢視周遭，研究今日之事如何替代從古至今、我們與祖先共同追尋的目標，來結束此段歷史之旅：去理解我們從中發現自身的那個宇宙。