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随着我们感兴趣的宇宙事物越来越遥远，最为困难的事情就是如何判定它们的距离。尽管天文学对太空中的天体位置的定位越来越精确，但在测量距离方面仍然只是估算……
当我们在摆弄那些天文数字时（不管是实在的数字还是比喻说法），如果还是使用“十进制”写法，就会发现这些数字太长，没办法写下来。我们只好选择放弃这种写法，就像把你的计算器调整到“科学算法”那样，来使用10的幂数。只写10 13 和10 -13 就比写10 000 000 000 000和1/10 000 000 000 000省了不少地方。
我们日常使用的距离度量单位是千米（公里），这个长度单位也适用于地球到月球的距离。超过这个距离，就必须要找到能清楚地描述无尽的太空距离的其他长度单位。
开始被定义为地球公转轨道半长轴的长度，1976年，天文单位被定义为“一颗质量可忽略、公转轨道不受干扰而且公转周期为365.2568983天的粒子到太阳的距离”，准确地说就是149597870.700千米，误差仅3米！
起初人们使用地球环绕太阳轨道的圆周半径作为参考单位，即天文单位（英文简写为AU），但是一旦离开太阳系，天文单位这个长度单位很快便不再适用，例如最近的一颗恒星—比邻星，距离我们有270000天文单位（约4×10 13 公里）。于是人们决定用光年（英文简写为ly）来描述更遥远的星际之间的距离，光年即光在完全无重力场的真空中一年所走过的距离。光在真空中的速度为每秒299792.458公里，1光年即为9461亿公里，即9.461×10 12 公里。
天文学使用的两种距离度量单位：上面是天文单位，下面是光年；
在遥远的星系之间，与其使用动辄数十亿光年来描述空间距离，天文学家和天文物理学家则更倾向于使用红移，即他们在观察遥远天体时看到的天体向光谱里波长最长的红光方向所发生的移动。