A csillagászat vagy asztronómia - a szó eredete szerinti jelentése a csillagok törvényei - a földön kívüli jelenségek megfigyelésével és magyarázatával foglalkozó tudomány.
A csillagászatot nem szabad összekeverni az asztrológiával, ami megpróbálja az emberek sorsát megjósolni égitestek jellemzőiből. Bár az asztrológiának és a asztronómiának közös történeti gyökere van, mégis módszerüket tekintve nagyon eltérőek; míg a csillagászat a tudományos megközelítés híve, az asztrológia egyfajta kulturális hagyomány talaján áll és nem tekinthető az akadémikus tudományok részének.
A Föld tengelyforgása
Bolygónk 23 óra 56 perc 4,09 másodperc alatt fordul meg egyszer a tengelye körül (ez az időtartam a csillagnap), amit mi úgy érzékelünk, mintha az égbolt fordulna el ugyanennyi idő alatt felettünk. Mivel a Föld nyugatról kelet felé forog, az égbolt és az égi objektumok keletről nyugat felé látszanak elmozdulni. A forgás következtében látszik körbejárni a Nap is, így jönnek létre a nappalok, amikor a Nap a horizont felett tartózkodik, és az éjszakák, amikor pedig alatta. A Nap lenyugvása utáni (illetve felkelte előtti) rövidebb átmeneti időszak a szürkület. A Föld forgástengelye jelöli ki az égtájakat is. A tengely két végét északi, illetve déli égtájnak, az erre merőleges két irány közül azt, amerre az égitestek kelni látszanak keleti, amerre pedig nyugodni, nyugati égtájnak nevezzük.
Azt a pontot, ahol a forgástengely képzeletben metszi az égboltot (illetve a bolygónk köré vont tetszőleges sugarú képzeletbeli éggömböt), égi pólusnak nevezzük. Ez az északi oldalon egy fényes csillag közelébe esik, amelyet innen Polarisnak, Sarkcsillagnak neveztek el. Az égbolt látszólag ekörül fordul körbe minden nap. A mi szélességünkről a pólus 47,5 fok magasan látszik a horizont felett. Azok a csillagok, amelyek 47,5 foknál közelebb látszanak a pólushoz, napi járásuk során soha nem érik el a horizontot, azaz soha nem nyugszanak le. Ezeket nevezik cirkumpoláris csillagképeknek. A Föld tengelyforgása a valóságban nem egyenletes, kisebb szabálytalanságok mutatkoznak benne. Ezek közül az egyik legfontosabb a tengelyforgás lassulása, azaz a napok hosszának növekedése. A jelenségért főleg a Hold által keltett dagályhullám felelős, amely égi kísérőnkhöz képest rögzített helyzetű. A Föld így elfordul "alatta", és az bolygónkra állandó fékező erőt fejt ki. A lassulás mértéke évenként 0,0029 másodperc. Vannak ezenkívül periodikus ingadozások is, amelyek hol gyorsítják, hol pedig lassítják bolygónk tengelyforgását.
A nappali égbolt
A nappali égen az egyik leggyakrabban tapasztalt és legkönnyebben megfigyelhető jelenség az égbolt kék színe. Ennek kialakulásában két tényező játszik fontos szerepet: a Föld légköre és központi csillagunk sugárzása. A bolygónkat övező légburok megváltoztatja a belépő sugárzás összetételét - egyes hullámhossz tartományokat átenged, másokat kiolt -, valamint megváltoztatja a belépő sugarak irányát is a fénytörés elvének megfelelően.
A Napból érkező fény belép az atmoszférába, és itt sok atommal, molekulával találkozik. A találkozások alkalmával szóródik, kissé eltérül eredeti irányától, a szóródás mértéke pedig fordított arányban áll a hullámhosszal. Tehát minél nagyobb egy fénysugár hullámhossza, azaz minél vörösebb, annál kevésbé szóródik.
Az éjszakai égbolt
Ha a Nap annyira mélyen van a látóhatár alatt, hogy a róla érkező, a légkörön szóródó fény sem jut el hozzánk, már nincs, ami elnyomja a halvány égitestek fényét - véget ér a szürkület, teljesen besötétedik. Az éjszakai égen megfigyelhető objektumok közül a legfényesebb bolygónk kísérője: a Hold. Mivel a Hold a Föld körül kering, ezért bolygónkról nézve állandóan változtatja a Naphoz viszonyított helyzetét. Ennek következtében jönnek létre a holdfázisok. Felszínének fényvisszaverő képessége nagyon rossz, a sötét hamuéhoz hasonló, de mivel közel helyezkedik el hozzánk, a Nap után a második legfényesebb égitest.
Ha jó a légköri átlátszóság és mesterséges fények sem zavarnak, egy derült éjszakán több ezer csillagot is láthatunk szabad szemmel. A csillagok közötti tájékozódást a csillagképek könnyítik meg. Már az ókorban kialakította minden nép a saját csillagképeit, ekkor még többnyire vallásos indítékkal. Ezeknek egy része a későbbiekben is fennmaradt, mivel egyszerűbbé tették az egyes égi objektumok megtalálását és az égen való tájékozódást. Ma 88 csillagképre osztjuk az égboltot. Egy csillagképbe azok a csillagok tartoznak, amelyek a csillagképet határoló vonalakon belül látszanak bolygónkról. Egy adott csillagképhez tartozó csillagok természetesen különböző távolságokban helyezkedhetnek el, így nem állnak egymással közeli kapcsolatban. A csillagképek számának, helyének, méretének, alakjának, határvonalainak, elnevezésének meghatározása teljesen önkényes, egyedül az égbolton történő könnyebb tájékozódást szolgálja. Az éjszakai égen egy szabálytalan körvonalú, halvány fényszalagot is megfigyelhetünk: ez a Tejút. A Tejút valójában csillagok millióinak együttese, melyeket szabad szemmel nem tudunk különválasztani, így összefüggő sávnak látjuk őket. Galaxisunk, a Tejútrendszer anyagának nagy része egy lapos, korong alakú térrészben koncentrálódik, és mivel Napunk ebben a síkban helyezkedik el, így kitekintve csak a korong metszetét, mint az égen átívelő sávot láthatjuk. ...
