Gök bilimi, bilim dalları arasında en eski olanlardandır ve özellikle antik çağdalarda en yoğun anlamda icra edilen, bilimlerin anası olarak görülen bir bilimdir.[6] İnsanların gökyüzüne olan ilgisi, yukarıda asılı duran cisimleri incelemeye itmiş ve teleskobun bulunmasıyla bu gözlemler daha etkin bir hâl almıştır. Babilli olgusal astronomlara nazaran Yunan astronomları, matematiksel ayrıntıları özümseyerek bu bilimin gelişmesinde temel noktaları oluşturmuşlardır.
Roma İmparatorluğu'nun iktidarı altındaki Mısır'da yaşamış olan Batlamyus özellikle astronomi tarihi ve genel olarak bilim tarihi açısından önemli bir konuma sahiptir. Daha sonraları İslam astronomları tarafından el-Mecisti olarak anılacak olan Hè Megalè Syntaxis yani "Büyük Derleme" isimli astronomi konulu eseri Orta Çağ boyunca genel geçer kabul gören astronomi eseriydi ve yazarı olarak Batlamyus neredeyse mitik bir statüye getirilmişti.[25] Batlamyus'un evren modeli geosantrik yani yermerkezciydi ve uzun yıllarca kabul gören bu sistemden güneş-merkezli bir sisteme geçiş tartışmalar doğurmuştur.
Polonyalı bir astronom olan Nikolas Kopernik, dünyanın ve diğer gezegenlerin, güneş etrafında döndüklerini açıklamış; heliyosantrik yani güneş-merkezli bir sistem ortaya atmıştır. Copernicus'un sistemini Commentariolus isimli bir risale ile arkadaşlarına tanıtmış daha sonra sistemini, Papa III. Paulus'a ithaf ettiği ayrıntılı bir şekilde başyapıtı sayılacak De revolutionibus orbium coelestium isimli eserinde açıklamıştır. Bu astronomi biliminde yeni bir dönem açılmasına sebep olmuştur. Teleskobu geliştirmesi, yaptığı astronomik gözlemler ve Kopernik'in sistemine verdiği destek ile tanınan İtalyan bilim insanı Galileo Galilei de astronomi ve fizik tarihi için önemli birisidir ve zaman içerisinde modern gözlemsel astronominin babası[26] ve modern fizik biliminin babası[27] gibi atıflara mazhar olmuştur. 1671'de ilk aynalı teleskobu yapan matematik ve fizikçi Isaac Newton uğraştığı bilim dallarının gelişmesine çok fazla katkıda bulunmuş diferansiyel ve integral hesabın temellerini atmıştır. Ayrıca Newton'un 5 Temmuz 1687'de yayımladığı, Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica) kitabı klasik mekaniğin temellerini oluşturan Newton'ın hareket yasaları ve yer çekimi gibi önemli konuları içerir.
Alman teorik fizikçi Albert Einstein enerjinin ışık hızının karesiyle kütlenin eşit olduğunu E=mc² formülüyle ispatladı.Genel görelilik kuramı ve İzafiyet teorisi ile kütlenin uzay zamanı büktüğünü ve zaman,mekân,hareketin birbiriyle bağımlı olduğunu ispatlayıp brown hareketi ile atomun varlığını kanıtladı. Leopold Infeld'la birlikte yazdığı Fiziğin evrimi kitabı ile kuantum ve mekân gibi konuları içerir.
