A renascença chegou na astronomia através dos estudos de Nicolau Copérnico, que propôs um modelo heliocêntrico do Universo. Seu trabalho foi defendido, ampliado e corrigido, pelas ideias de Galileu Galilei eJohannes Kepler.
Kepler, usando observações a olho nu feitas pelo astrônomo Tycho Brahe, descobriu asleis do movimento planetário que carregam seu nome (embora ele as tenha publicado misturadas com outras ideias, e não dava a importância que damos a elas hoje).
Galileu foi um dos primeiros a observar o céu noturno com um telescópio, e após construir um telescópio refrator 20x, descobriu as quatro maiores luas de Júpiter em 1610. Essa foi a primeira observação conhecida de satélites orbitando outro planeta. Ele também observou que nossa Lua apresentava crateras, e observou as manchas solares. Isso somado ao fato de Galileu ter notado que Vênus exibia um completo conjunto de fases, similar as fases da Lua, foi visto como incompatível com o modelo geocêntricodefendido pela igreja, o que levou a muita controvérsia.
