星雲說是為解決太陽系誕生問題而提出的學說。由於該學說提出最早，所以在當代天文學上也最受重視。最初的星雲說是在8世紀下半葉，分別由德國哲學家康德和法國天文學家拉普拉斯提出來的，他們都認為太陽系是由一團星雲物質通過萬有引力等自然規律作用而逐漸形成的，先形成的是太陽，然後剩餘的星雲物質進一步收縮演化形成行星。人們一般稱之為「康德一拉普拉斯星雲說」現代觀測事實證明，恆星是由星雲形成的。太陽系的形成在宇宙中並不是一個獨特的、偶然的現象，而是普遍的、必然的結果。
20世紀0年代以後，出現了逐漸完善的「現代星雲說」。關於星雲具體演化方面，現代星雲說有一種觀點認為:形成太陽系的是銀河系裡密度較大的星雲。這塊星雲繞銀河系的中心旋轉著。當它通過旋臂時受到壓縮，密度增大。達到一定密度時，星雲就在自身引力的作用下，逐漸收縮。收縮過程中，使星雲中央部分內部增溫，後形成原始太陽當原始太陽中心溫度達到700萬℃時，氫聚變為氦的熱核反應點火，於是，現代太陽便真正誕生了。由於星雲體積縮小，因而自轉加快，離心力增大，逐漸在赤道面附近形成一個星雲盤，最後演化為行星和其他小天體。
總之，在人們已能用星雲說較詳細地描述太陽系的起源過程，但有很多具體問題仍未能很好地解決，還有待完善和充實。1929年，天文學家哈勃的發現得出了這樣的結論:所有的河外星系都在離我們遠去，即宇宙在高速地膨脹著。這一發現促使一些天文學家想到:既然宇宙在膨脹，那麼就可能有一個膨脹的起點。天文學家勒梅特認為，現在的宇宙是由一個「原始原子」爆炸而成的這是大爆炸說的前身。美國天文學家伽莫夫接受並發展了勒梅特的思想，於1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸學說。伽莫夫認為，宙最初是個溫度極高、密度極大、由最基本粒子組成的「原始火球」。
根據現代物理學，這個火球必定迅速膨脹，它的演化過程好像一次巨大的爆發。由於迅速膨脹，宇宙密度和溫度不斷降低，在這個過程中形成了一些化學元素，然後形成由原子分子構成的氣體物質；氣體物質又逐漸凝聚成星雲，最後從星雲中逐漸產生各種天體，成為現在的宇宙。1965年宇宙背景輻射的發現，更加有力地支持了大爆炸說，而且與其他宇宙學說相比，它能更多、更好地解釋宇宙觀測到的事實，因此大爆炸說愈來愈顯示出生命力，是最有影響、最有希望的一種宇宙學說。天文單位光年與秒差距天體之間的距離十分遙遠。
相較於廣闊的宇宙空間，「米」或「千米」都不適「」用，天文學家必須找一個合適的長度單位。對於太陽系，天文學家用地球與太陽之間的平均距離做單位，叫作「天文單位」。1文單位等於149597870千米，約等於1.5億千米。它適用於度量太陽系內行星之間的距離。對於太陽系以外的恆星、星系的距離測量，天文學家又定義了一個長度單位光年，指光在一年時間中「行走」的距離。由於真空中的光速恆定，為每秒30萬千米，所以1光年就等於9460730472580800米，約為9.46萬億千米。已知距離太陽系最近的恆星為半人馬座比鄰星，與太陽相距4.22光年。
另外天文學家還使用一種更大的長度單位「量天尺」—「秒差距」。1秒差距約等於3.26光年。宇宙中的三洞◎黑洞黑洞是廣義相對論所預言的一種天體。其邊界是一個封閉的視界面，具有強大的吸引力。外來物質能進入視界，而視界內的物質卻不能逃逸出去，連光線也不例外。因此，遠處的觀測者無法看到來自黑洞內部的輻射，黑洞就不能被人類直接觀測到，所以稱之為黑洞。黑洞理論認為當一個恆星或星系核燃盡所有的燃料後，會在引力作用下坍縮，當它的半徑小到一個特定值（天文學上叫「史瓦西半徑」），體積趨向於零而密度趨向於無窮大，會形成黑洞。
目前，黑洞尚未被最終確認，但在恆星層次和星系的核心已觀測到一些可能是黑洞的候選天體。人們相信，黑洞存在於所有大尺度範圍中。◎白洞白洞是廣義相對論預言的一種奇異天體。與黑洞相反，白洞只能向外輸出物質和能量，而不能吸收外部物質和能量。因此，白洞可以向外部區域提供物質和能量，但不能吸收外部區域的任何物質和輻射。由於具有和「黑」洞完全相反的性質，所以叫作「白」洞。簡單來說，白洞就是時間呈現反轉的黑洞，進入黑洞的物質，最後應該會從白洞出來，出現在另外一個宇宙。白洞也是一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。
白洞還只是作為解釋一些高能天體（如類星體現象的一種假說，尚未被觀測證實。◎空洞在天文學裡，空洞指的是絲狀結構之間的空間，空洞與絲狀結構一起是宇宙組成中的最大尺度的結構。空洞中物質相對稀少只包含很少或完全不包含任何星系。以星系的密度衡量，它們只及正常空間密度的1/25，但其空間尺寸可大到幾億光年。對於其中缺乏超星系團的大型空洞，通常被稱為超級空洞或超空洞。空洞是宇宙中星系分布不均勻的一大實例。衛星衛星是指按一定軌道繞行星運行的天體，本身不能發光，可反射恆星的光芒而發亮。
月球就是地球的衛星。但除了月球，他衛星的反射光都非常微弱。在行星的引力作用下，衛星猶如行星的衛士，不停地繞行星運動。與行星一樣，衛星也繞著自己的自轉軸做自轉運動。幾乎所有衛星都是同步自轉，即自轉周期與公轉周期相同。目前，太陽系內已發現158顆衛星，除水星和金星外，其他行星都有衛星繞轉。大的衛星通常為球形，小的有不規則形狀。最大的衛星是木衛三，半徑達2631千米；最小的衛星如火衛二，半徑僅幾千米。絕大多數衛星表面都有眾多的環形山或隕星坑。現在確知存在大氣的衛星有顆:土衛六、木衛一、木衛三、海衛一。「旅行者2號」還發現海衛一有磁場，突破了衛星不可能有磁場的界限。