Rep també el nom de cosmografia. Fins a arribar a la invenció del telescopi, la descripció del cosmos, en sentit estricte, hagué de limitar-se, ultra a les constel·lacions, a les fases de la Lluna i de Venus i als eclipsis del Sol. A partir de Galileu, l’estudi dels objectes resolubles avança amb rapidesa: sistema solar, estels dobles, cúmuls. El mateix Galileu observà per primera vegada les taques del Sol i les muntanyes de la Lluna; a partir del segle següent la descripció de la Lluna es convertí en una branca particular: la selenografia. En el sistema solar, a part els progressos en l’estudi dels planetes ja coneguts, al començament del segle XIX Leverrier i Adams descobriren el planeta Neptú —malgrat que aquest descobriment (i el posterior de Plutó) ha d’ésser considerat sobretot com un resultat de l’aplicació de la mecànica newtoniana al càlcul de les òrbites— i fou iniciat el descobriment dels asteroides. A mitjan segle XVIII havien estat descoberts els cometes.
El desenvolupament dels objectius (lents i miralls), d’ulleres i telescopis permeté d’ampliar molt l’univers a descriure. També es feu possible l’observació de les variacions de lluminositat de certs estels, fet que posteriorment ha donat lloc a un mètode per a calcular les distàncies de les galàxies exteriors. Però ja des del segle XIX l’astronomia descriptiva anà perdent progressivament tota l’autonomia, subordinant-se cada vegada més a l'astrofísica, fins a ésser completament suplantada per aquesta.