地球在宇宙中不是靜止的，它會繞著自轉軸旋轉，而且還會繞著太陽運動。同樣地，太陽和其他恆星也都不是靜止的。在銀河系中，包括太陽在內的幾乎所有恆星都會繞著位於銀河系中心的共同質心運動（極少數超高速恆星可以脫離銀河系）。
既然宇宙中的天體都在不斷運動，為什麼我們所看到的星空都沒有變化呢？
隨著地球的自轉，夜空中的星星會東升西落。同時，隨著地球的公轉，星星每天升起的時間都會比前一天更早。除了月球和幾顆行星會在天空中穿行之外，其他星星的相對位置始終不變。那些不會動的星星都是太陽系外的恆星，它們自身可以發光。
無論在什麼時候，獵戶座腰帶上的三顆亮星始終排成一列，仙后座的幾顆亮星排列成M型或者W型，夏季大三角的三顆亮星會如約出現在夜空中，北鬥七星看起來都是勺子狀，北極星都是位於北天極，北鬥七星的開口兩顆恆星還始終指向北極星。
簡單來說，之所以星空看起來不變，是因為宇宙太大了。
太陽帶著地球以220公裡/秒的速度在星際空間中穿行，這個速度對於人類而言很快，因為太空飛行器的飛行速度通常只有每秒幾公裡到十幾公。按此來算，地球每年在宇宙中前進70億公裡。但對於宇宙來說，太陽在銀河系中的運動速度如同「龜速」。
地球繞太陽轉一圈只要1年，而太陽繞銀心轉一圈需要超過2億年。也就是說，自太陽誕生以來，太陽也就繞著銀河系轉了二十來圈。與2000年前相比，太陽只向前走了不到1.5光年，這還沒有太陽到最近恆星比鄰星的距離遠（4.2光年）。
儘管恆星都在不斷運動，但在很長一段時間內，它們之間的相對位置變化不大，所以我們所看到的星空都是一成不變的。
夜空中有一顆恆星很特殊，那就是一年四季位於北方天空的北極星，它並不會隨著地球的自轉和公轉而發生位置變化。這個原因其實是地球自轉軸幾乎對準北極星，所以地球無論怎麼運動，北極星與地球的相對位置不會發生什麼變化。
然而，沒有什麼是永恆的，天上的星辰也是如此。只要經過足夠長的時間，恆星之間的相對運動會讓星空發生明顯變化。下圖是幾個星座隨時間的變化：
可以看到，幾萬年的時間可以讓星空變得不一樣，星座會變得面目全非。
不過，少數幾顆恆星的位置在短時間內也會發生明顯變化，因為它們距離太陽較近，而且相對於太陽的運動速度很快。例如，6光年外的巴納德星正以每秒110.6公裡的速度朝著太陽運動，它會相對於背景星空發生明顯的運動，正如上圖所示。
另外，北極星也不是永恆不變的，這並不是主要因為地球在星際空間中的運動，而是因為地球自轉軸的進動。地軸指向不是固定的，而是會轉圈，未來它會指向其他恆星，例如，織女星，讓其他恆星變成北極星。