Один з найстаріших видів в астрономії, і в усіх науках, є вимір позиції небесних об'єктів. Історично, точні знання про позицію Сонця, Місяця, планет і зірок відіграє найважливішу роль у небесній навігації.

Ретельні вимірювання позицій планет, призвели до глибокого розуміння гравітаційних збурень, а також здатність визначати минуле і майбутнє положення планет з великою точністю, відомої як область небесної механіки. Зовсім недавно відстеження навколоземних об'єктів дозволає прогнозування їх зближення чи віддалення, а також можливістть потенційних зіткнень з Землею різних об'єктів.

Вимірювання зоряного паралаксу прилеглих зірок є основною базової лінії в космічні відстанях, яка використовується для виміру масштабів Всесвіту. Параллаксові вимірювання прилеглих зірок забезпечили абсолютний базовий рівень для визначення властивостей більш далеких зірок, бо їх властивості можуть бути зіставлені з ближніми. Вимірювання променевих швидкостей і власних рухів небесних тіл дає змогу показатикінематику цих систем по галактиці Чумацький Шлях. Астрометричні результати також використовуватися для вимірювання розподілу темної матерії в галактиці.

У 1990-их роках астрометричні методики вимірювання зоряних коливань були використані для виявлення великих планет позасонячних просторів на орбітах прилеглих зірок.

• Астрометрія — підрозділ науки астрономії, що вивчає небесні тіла в конкретні моменти часу.
• Небесна механіка — вивчає рух небесних тіл під впливом сили тяжіння та фігури рівноваги небесних тіл, що визначається силоюгравітації та обертання. З'явилася небесна механіка лише у XVII столітті, коли стало можливим вивчення сил, що керують рухом небесних тіл.
• Астрофізика — вивчає фізичну природу небесних тіл тобто фізичний стан і хімічний склад небесних тіл, а також досліджує питання про джерела енергії, випромінюваної Сонцем і зорями.
• Астрономія зірок — вивчає будову і розвиток зіркових систем і міжзоряної матерії.
• Фізична космологія — займається вивченням найбільш спільних питань про будову та еволюцію Всесвіту, розглядає питання про утворення і розвиток небесних тіл, насамперед Сонячної системи. Космологія досліджує основні закономірності у Всесвіті.