Kainat — zaman, məkan və onların bütün tərkib hissələrini əhatə edir. Kainata planetlər, təbii peyklər, cırtdan planetlər, ulduzlar, qalaktikalar, qalaltikalararası boşluqlar, ən kiçik subatom zərrəciklər və bütün materiya və enerji daxildir. Müşahidəolunan kainatın diametri hal-hazırda 28 parsek və ya 93 milyard işıq ilidir. Kainatın ölçüləri məlum deyil və sonu olub-olmadığı bilinmir. Müşahidələr və fiziki nəzəriyyələrin inkişafı kainatın tərkibi və təkamülü barədə nəticə çıxarmağa imkan verib.

Ulduzlar kainatın müşahidə edilən hissəsindəki cisimlərdir. Hər böyük qalaktikada təqribən bir neçə yüz milyard ulduz, Metaqalaktikada isə təqribən 100000 qalaktika olduğundan, kainatdakı ulduzların sayı 10¹⁹-dan çoxdur.

Qədim zamanlardan insanlar kainatı öyrənməyə başlayıblar. Onlar səmaya baxıb ulduzlar haqqında müxtəlif fikirlər irəli sürmüşdülər. Hələ o zamanda yaşayıb yaradan Biruni teleskop olmadan belə ulduzlar haqqında dəqiq məlumatlar vermişdir. İlk teleskopu isə elmdən kənar, amma "yandırıcı" güzgü həvəskarı olan düzəltmişdir. O, bir gün borunun bir ucuna çökək, o birinə isə qabarıq linza bərkitmək qərarına gəlir və nəticəsi durbin olur. Beləliklə, ilk durbin Niderlandda XVII əsrin əvvəllərində ixtira edilmişdir. Bundan sonra durbinin bir neçə müəllifi də olmuşdur. Onlar da elmdən kənar adamlar idilər, lakin onlar birbirindən xəbərsiz bu durbinləri düzəltmişdilər. Onlardan birini Middelsbur adlı şəhərciyin sakini olan İohan Leppersqey düzəltmişdir. Bu teleskop 1608-ci ildə nümayiş etdirilmişdir. 1610-cu ildə Qalileo Qaliley bundan xəbər tutub, özü teleskop düzəltmək fikrinə düşür və çox keçmir ki, o nəzəri düşüncələri əsasında teleskop düzəldir. Qalileyi teleskopun ixtiraçısı saymaq olmaz, lakin o, elmi əsaslarla teleskop düzəltmiş ilk alim oldu. Birlinzalı teleskopun sxemini isə ilk dəfə alim, mühəndis, rəssam və heykəltaraş olan Leonardo da Vinçi (1452–1519) vermişdir.

Ən maraqlısı da odurki, bu hadisə Qaliley teleskopla müşahidələrə başlayandan 100 il əvvəl olmuşdur. Leonardo da Vinçinin əlyazmalarında iki linzalı teleskopun sxemi də aşkar edilmişdir, lakin onun özünün teleskop düzəltməsi və göy cisimləri üzərində müşahidələr aparması məlum deyil. XIX əsrin ortalarında spektral analiz kəşf olundu. Bu analiz spektroskop adlanan cihazla aparılır. Müşahidələr zamanı müəyyən edilmişdir ki, közərmiş bərk və maye cismlər göy qurşağının zolaqları şəklində olan bütöv spektr verir. Bildiyimiz kimi, işıq dalğa şəklində yayılır və hər bir rəngin də bir-birindən fərqli dalğa uzunluğu olur. Bu üsulla da göy cismlərinin fiziki təbiəti və kimyəvi tərkibi öyrənilir. Spektral analiz vasitəsilə özü işıq verən və ya hər hansı ulduzun işığını əks etdirən obyektin atmosferini öyrənmək olar.

Bu zaman, işığın bütöv spektrində tutqun xətlər əmələ gəlir ki, onların vasitəsilə obyektin atmosferindəki qazların tərkibini təyin etmək mümkündür. Göy cismlərini öyrənmək üçün optik teleskoplarla yanaşı, radioteleskoplardan da geniş istifadə olunur. Optik teleskoplar göy cismlərindən gələn işığın qeyd olunmasına əsaslanırsa, radioteleskoplar kainatdakı obyektlərin şüalandırdığı elektromaqnit dalğalarının öyrənilməsinə əsaslanır. Güzgülü radioteleskopların diametri onlarla metrə çatır. Tərpənməz radioteleskopların diametri isə bir neçə yüz metr ola bilər. Belə teleskoplarla kainatın ən uzaq nöqtəsindəki obyektin fiziki təbiətini, hərəkətini, kimyəvi tərkibini və temperaturunu öyrənmək mümkündür. Radar adlanan cihazın köməyi ilə bizə yaxın olan göy cismlərinə siqnal göndərmək və onlardan əks olunan radio dalğaları qəbul etmək mümkündür. Radio dalğaların cismə gedib qayıtması vaxtına görə cismə qədər olan məsafəni də ölçmək olar. Günəş sistemindəki bəzi planetlərə qədər məsafə bu üsulla təyin edilmişdir. Göy cismlərinin radioteleskoplarla və radarlarla öyrənilməsi ilə radioastronomiya əsri başladı.