Desde os seus mais recuados tempos, a astronomia esteve estreitamente ligada à astrologia e, tal como esta, se bem que em menor medida, sofreu um eclipse no começo da Idade Média e um ressurgimento no século XII. Os mesopotâmicos, egípcios e gregos deram todos suas próprias contribuições para a astronomia da era clássica, a qual dominou o pensamento astronômico até ao século XVI. Os mesopotâmicos, por exemplo, teriam sido os primeiros a identificar e dar nomes às 12 constelações do zodíaco, e a rastrear seus respectivos cursos através dos céus, ao passo que os egípcios descobriram que a duração do ano anda muito próximo dos 365 dias. A astronomia grega assentou nessas bases mas também se vinculou à especulação filosófica. Para Aristóteles, o cosmo era esférico, com a Terra fixa em seu centro e a Lua, as estrelas e os planetas gravitando em suas próprias órbitas em torno dela. A observação da variação na luz oriunda dos planetas sugeriu que essa noção tinha suas falhas, e Êudoxo de Cnido tentou explicar o movimento dos planetas em termos de esferas concêntricas girando em torno de seus eixos. O comportamento errático de alguns corpos celestes também tinha que ser explicado; em seu livro Almagesto (c. 150 a.C), o grande astrônomo e astrólogo de Alexandria, Ptolomeu, atribuiu isso à influência de epiciclos, círculos deferentes e equantes, permitindo voltas de retrogressão. Um certo número de astrônomos árabes, como Al-Bitruji (Alpetragius), voltariam às ideias de Êudoxo.
A Igreja cristã primitiva condenou as práticas astrológicas e grande parte desse saber perdeu-se, mas nas obras patrísticas foi traçada uma distinção entre astrologia e astronomia, sendo esta última alvo de muito menos críticas. Santo Agostinho admitiu nada haver de superstição em traçar o curso dos astros, e que o conhecimento do trajeto da Lua era útil para prever a data da Páscoa. Advertiu, contudo, contra uma preocupação com a astronomia, em virtude de sua estreita relação com a perniciosa arte da astrologia. No início da Idade Média, praticamente nenhum trabalho especulativo foi executado em astronomia no Ocidente, mas seu permanente valor prático foi reconhecido. Habilitações astronômicas eram requeridas para um cálculo rigoroso das datas festivas da Igreja e, por volta de 525, Dionísio Exiguo inventou um método de cálculo de anos pela era cristã, gradualmente adotado na Europa ocidental. Beda, o Venerável, entre outros, mostrou em sua obra um considerável interesse por cronologia. Com o ressurgimento do saber clássico, do reinado de Carlos Magno em diante, a astronomia voltou a ter o seu lugar reconhecido, sendo aceita entre as quatro artes mais avançadas do Quadrivium. Todo teólogo e filósofo precisava ter algum conhecimento de astronomia, que se tornou um assunto bastante popular no final da Idade Média.
Os séculos XII e XIII assistiram à tradução para o latim de muitas das mais célebres obras gregas e árabes sobre astronomia. De vital importância foi a tradução de Almagesto por Gerardo de Cremona em 1175, mas as ideias de Êudoxo e de seus seguidores árabes também chegaram à Europa pela mesma época e, no século XIII, as duas concepções distintas alimentaram importantes controvérsias intelectuais nas universidades. De um lado estavam aqueles que apoiavam o sistema epicêntrico de Ptolomeu, do outro, os adeptos do sistema homocêntrico de Al-Bitruji; e entre os contendores estava Roger Bacon, que se considerou incapaz de aceitar totalmente uma ou outra explicação. Nesse meio tempo, a astronomia era envolvida no crescente entusiasmo pela astrologia e muitos trabalhos foram realizados tendo em vista fins astrológicos. Assim, no começo do século XIII, William, o Inglês, um médico e astrólogo exercendo sua atividade em Marselha, enfatizou a importância de tabelas astronômicas corretas a fim de permitir a realização de predições acuradas. A preocupação com tais meios de cálculo estava muito generalizada; cite-se entre os mais importantes as Tábuas Afonsinas, elaboradas para Afonso, o Sábio, rei de Castela e Leão, no final do século XIII. Um outro permanente interesse astronômico era o calendário. No século XIII já estava claro que o ano juliano era excessivamente longo, e Roger Bacon e Roberto Grosseteste, seguidos no século XIV por Jean de Meurs, estavam entre os que tentaram sem êxito reformá-lo. O ajuste foi finalmente realizado na maior parte do Ocidente em 1582, mas alguns Estados, como a Inglaterra, persistiram mesmo então, durante muitos anos, no uso do método mais antigo de cálculo, pelo qual havia ainda menos correspondência entre as estações e as datas de calendário.
A crescente precisão e complexidade da astronomia e da astrologia no final da Idade Média dependia de instrumentos astronômicos acurados. A mais importante peça básica de equipamento era o astrolábio, provavelmente inventado por astrônomos helenísticos, mas largamente usado no Ocidente medieval. Um tratado de Chaucer mostra que o astrolábio era tanto um auxiliar para o cálculo de latitudes e declinações como um meio de observação dos céus. Também foram construídas versões mais complicadas, muitas por médicos-astrólogos. No começo do século XV, por exemplo, John Fusoris produziu um refinado equatório mecânico para calcular horóscopos. Ricardo de Wallingford, astrônomo-abade de St. Albans, inventou numerosos instrumentos, incluindo o rectangulus, utilizado para fazer observações, e um extraordinário, dispendioso e elaborado relógio astronômico construído para a sua abadia por volta de 1320.
Importantes críticos da astrologia, como Nicolau d’Oresme no século XIII e Jean Gerson no século XIV, possuíam consideráveis conhecimentos astronômicos. Oresme, por exemplo, discutiu até a possibilidade da rotação diurna da Terra, embora sem renunciar à ideia platônica de um universo geocêntrico. Somente em 1543 é que Nicolau Copérnico publicou, pela primeira vez, a sua teoria heliocêntrica (isto é, centrada no Sol), assim revolucionando todo o pensamento astronômico. (DIM)