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宇宙大爆炸学说是各种宇宙学说当中最有影响力的一种学说，它是根据天文观测研究得出的一种设想。它认为我们现在所生存的宇宙来源于一次绝无仅有的大爆炸，宇宙中的任何物质都是在那次大爆炸当中形成的。
宇宙大爆炸的整个过程是复杂的。在大爆炸的孕育阶段，整个宇宙所有的物质都集中于一个质量很大、体积很小、密度和温度无限高的点。在距今大约200亿年到150亿年的时候，宇宙所集中的这个点发生了巨大的爆炸。在大爆炸以后，温度急剧下降，各种物质也开始形成并向外膨胀和扩散。在宇宙膨胀和扩散的过程中，宇宙间开始弥漫起气体星云，气体星云在引力的作用下开始形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，逐渐成为了今天的宇宙。人类也是在这一宇宙演变中诞生的。
宇宙大爆炸学说作为一门发展中的理论，还需要进一步完善。同时，人们也在通过自己的努力寻求着更加完善的理论。
天球是一个假想的旋转的球，以观测者为球心，半径无限大。天球也有天赤道和天极，天球被天赤道分成北天半球和南天半球两部分。天空中所有的物体都可以投影在天球上。天球其实就是意义类似于地球仪的宇宙模型。
天体泛指宇宙间的一切物体，是宇宙物质的存在形式。各种天体在大小、质量、光度、温度上有很大不同。恒星、星云、行星、流星、彗星、卫星、星际物质，以及发射到太空去的人造卫星、宇宙飞船、太空实验室等，统称为天体。
各种天体在太空中并不是毫无联系的，它们各自的演变和运行，都在与其他天体相互影响，这种影响使有些天体之间相互吸引和相互绕转，这就构成了天体系统。比如，月球和地球相互吸引，并且月球绕地球不停地进行旋转，这就构成了一个天体系统，我们称之为地月系。
天球
宇宙中的天体系统由低级到高级可以分为地月系、太阳系、银河系及由银河系和河外星系组成的总星系。在这些天体系统中，高一级的天体系统要比低一级的天体系统更大，更复杂。在任何一个天体系统中，都可以分为核心天体和绕转天体两大类。核心天体是指某一个天体系统中相对静止的天体，而围绕它旋转的天体就被称为绕转天体。
总星系是由银河系和河外星系构成的，是人们目前所能够认识到的最大、最高级的天体系统，也是人们凭借现有的观测手段和方法，能观测和探测到的全部宇宙间的范围。也有人认为，总星系是一个比星系更高一级的天体层次，它的尺度可能小于、等于或大于观测所及的宇宙部分。
总星系并不是一个具体的星系，因为人们还没有对它进行完全的了解，它只是人们所能看到的一个星际范围。这个范围的半径有200亿光年，年龄为200亿年，所包含的星系在10亿个以上。在总星系所含的物质中，最多的物质是氢，其次是氦。
宇宙间的星系就像太空中一座座美丽的“岛屿”。到目前为止，人们观测到的星系大约有1000亿个。宇宙中的这些星系并不是单独存在的，而是成团地聚在一起，就像古时候人们结成的原始部落一样。超过100个星系的天体系统，我们就称为星系团。星系团主要是由星系组成的，但星系团中的“成员”却不完全只是星系，还有大量的高温气体和暗物质。
100个以下的星系集合，我们称为星系群。星系群和星系团都是由各种星系因为相互吸引而聚集在一起的，它们的区别仅仅是规模和星系的数量不同。像我们人类所生存的银河系，它与周围的数十个星系成团就构成了本星系群，而后发星系团的成员星系则有上万个之多。
在星系团内部，一般都有一个巨椭圆星系位于星团的中央，其他星系如椭圆星系或透镜星系，则聚集在巨椭圆星系的周围，而旋涡星系和不规则星系则散布在更加外围的区域。另外，星系团还可构成更高一级的成团结构，人们称之为超星系团。
宇宙中的恒星因为物理原因聚集在一起，并受引力的作用互相束缚而组成的恒星集团，我们称之为星团。一般，恒星数在10个以上的恒星集团，我们就可以称为一个星团。在星团中，其成员星的空间密度明显高于周围的星场。
根据星团包含的恒星数、星团的形状和在银河系中位置分布的不同，星团又分为疏散星团和球状星团。据推测，银河系中疏散星团的总数有1万到10万个，目前已发现的疏散星团有1000多个。它们高度集中在银道面的两旁，离开银道面的距离一般小于600光年左右。疏散星团的直径大多数在3至30多光年范围内。有些疏散星团很年轻，甚至有的还在形成恒星。在银河系中已发现的球状星团有150多个，它们其中有三分之一在人马星座附近。球状星团的直径在15至300多光年范围内。球状星团因为是比较年老的星团，所以其中有很多死亡的恒星。
宇宙中的“三洞”是指黑洞、白洞和空洞。
黑洞是宇宙中非常特殊的一种天体，它所存在的区域会形成一个强大的引力场。因为强大的引力作用，黑洞就像一个强大的吸尘器一样将周围的物质给吸引走，并将这些物质进行挤压。黑洞周围的物质，包括光线，一边围绕着黑洞做快速的旋转，一边慢慢的靠近黑洞，最终会消失在黑洞里。正因为光线也能够被黑洞的巨大引力给吞噬掉，所以黑洞并不能够被人们直接观察到，人们只能通过观测与它相邻的物体的变化来寻找它的踪迹。
科学家认为，黑洞的形成跟白矮星和中子星类似，也是由恒星演化而来。当一颗恒星到了年老的时候，它的燃料已经消耗光了。这时，中心的能量已经无法再提供力量来支撑起巨大的外壳，所以在外壳的重压之下，核心会迅速坍缩，直到最后形成一个体积更小、密度更大的星体。根据科学家的计算，当这个星体的总质量大于三倍太阳的质量时，就会引发第二次大坍缩。这次坍缩的程度大得惊人，它会使周围的物质继续向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。这个“点”会具有强大的引力，当这种引力大到连光都能够吸引的时候，黑洞就诞生了。
白洞和黑洞正相反，它拒绝任何外来者，只允许自己的物质和能量向外辐射，但它本身的强大引力，也会将尘埃、气体和能量吸引到自己旁边，形成一个“物质膜”，像个大包裹。
宇宙间物质相对稀少的区域被称为空洞。空洞的密度只及正常星系密度的1/25，其空间尺寸可大到几亿光年。
我们人类所存在的银河系就像是茫茫宇宙中的一座岛屿，在宇宙当中，像这样的“岛屿”还有很多。目前人类所发现的星系总共有千亿个之多，除了银河系，科学家还发现了10多亿个恒星系，它们中有很多类似于银河系，我们把它们统称为河外星系。
河外星系因为受到了银河系里的尘埃、气体的遮挡，至今人们用最先进的天文观测设备看到的最远的星系也只有大约150亿～200亿光年。每个河外星系都是由数十亿至数千亿颗恒星、星云和星际物质组成的。其直径一般从几千光年至十万光年不等。河外星系在空间上的分布也是不均匀的，星系也是成团存在的。
每个河外星系也都在运动之中。星系内的恒星在运动，星系本身也在不停地自转，星系之间的距离在不断加大，从而使宇宙不断处于膨胀之中。
银河系是总星系中一个很普通的星系，它在总星系中的形状像一个盘子，并拥有一二千亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体、星际尘埃、星际介质和暗星云。人类生存的地球及太阳都属于银河系。银河系的总质量大约是太阳质量的1400亿倍。银河系在天球上的投影是一条乳白色的亮带，“银河”的名字就是由此而来。
银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状就像一个铁饼。扁球体中间凸出的部分叫“核球”，半径有1万多光年，里面充满了浓厚的星际介质和星云。银河系还有一个扁平的盘，称为银盘。银盘中恒星很密集，还有各种星际介质、星云及星团。银盘的直径有10多万光年，厚度只有几千光年。
银河系——螺旋星系
银河系除了核球和银盘以外，还有一个很大的晕，称为银晕。银晕中的恒星很稀少，还有为数不多的球状星团。银晕的半径可能伸展到30万光年之远。
银河系是一个旋涡星系，整体看上去就像一个不断旋转的旋涡。这个旋涡是由一个中心和两个旋臂组成的，旋臂相距4500光年。银河系各部分的旋转速度和周期，因距中心的远近而不同。银河系还具有自转运动，但不像地球一样整体转动。银河系自转的速度，最初随离银河系中心距离的增大而增大，但达到几十万光年后自转速度就停止增加了，开始大致保持不变。
在宇宙中到处都弥漫着由星际气体、粒子流和尘埃等构成的星际物质。星云就是属于星际物质的一种。
星际物质在宇宙空间的分布并不均匀，在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状，人们形象地把它们叫做星云。构成星云的物质密度很大，很多都成块状，因此人们观测到的太空中的星云呈雾状斑点。
宇宙中的星云按照形态结构的特点来划分，可以分为行星状星云和弥漫星云。行星状星云的样子就像是喷吐出来的烟圈，它的中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星不断向外抛射物质，从而形成星云。行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。而弥漫星云在形态上就没有什么规则，各式各样，它的特点是广袤而稀薄。比较著名的弥漫星云有猎户座的大星云、马头星云等。
如果按照发光的性质来划分，星云可以分为亮星云和暗星云。其中亮星云又可分为发射星云和反射星云。发射星云是一种因受到外界紫外线辐射而使内部气体电离发光的星云。反射星云不是自己内部发光，而是被周围亮星星光所照亮的。暗星云则是因为星云中的气体、尘埃附近没有亮星，使自己显得黯淡无光而得名。暗星云既不发光，也没有光供它反射，它是在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下被人们发现的。著名的暗星云有猎户座的马头星云。
恒星是与行星相对而言，指那些自身都会发光，并且位置相对固定的星体。古代的天文学家认为恒星在星空的位置是固定的，所以给它起名“恒星”，意思是“永恒不变的星”。其实恒星也是在不停地高速运动着，它绕银河系的中心运动。
恒星会发光是因为它总是在熊熊的燃烧着，每时每刻都在发生着核聚变反应。恒星发光的能力有强有弱，恒星表面的温度也有高有低。一般说来，恒星表面的温度越低，它的光就越偏红；温度越高，光就越偏蓝。
天文观测表明，年轻的恒星几乎总是处于星云内或星云的附近，由此人们推断，恒星是在星云中产生的。星云里的物质主要是氢、氦和气态化合物分子。如果星云里包含的物质足够多，它就会处于不稳定状态。在外界扰动的影响下，星云会向内收缩并分裂成较小的团块，经过多次的分裂和收缩，逐渐在团块中心形成致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时，一颗新恒星就诞生了。
当星际物质凝聚成恒星后，恒星的演化就决定于其内部的核反应过程。在这段时间里，恒星以几乎不变的恒定光度发光发热，照亮周围的宇宙空间。随着能量的消耗，恒星最后会在爆发中完成它的全部使命，把自己的大部分物质抛射到太空，回归星云之中。留下的残骸，可能会成为白矮星，也可能会成为中子星，甚至会成为黑洞。
中子星是由恒星演化而来，它是一种主要由中子以及少量的质子、电子所组成的密度极大的恒星。银河系中著名的蟹状星云的中心星就是一颗中子星。
恒星在燃烧过程中，随着能量的耗尽，它的外壳开始向外膨胀，而它的核却受反作用力的影响开始收缩。恒星的核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列的物理变化，最后形成一颗中子星内核。整个恒星将在一次极为壮观的爆炸中结束自己的生命。中子星也就在恒星的这次爆炸中诞生了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量大于10个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗中子星。
在中子星里，巨大的压力将电子压缩到了原子核中，同质子中和为电子，使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以说，中子星就是一个巨大的原子核。中子星的巨大密度使得它的质量更是大得惊人，每立方厘米的质量为1亿吨，半径10千米的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
中子星是目前被人们探知的体积最小的恒星。由于中子星的体积很小，所以不能用热辐射接收器观测到。但人们可以接收到它们的射电脉冲，在研究脉冲星和双星X射线源时能够发现它们。
白矮星是由老年恒星演化而来，它是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较小，因此被称为白矮星。目前人们已经观测发现的白矮星有1000多颗。天狼星的伴星是第一颗被人们发现的白矮星，也是目前所观测到的最亮的白矮星。根据观测资料统计，大约有3％的恒星是白矮星，但理论分析与推算认为，白矮星应占全部恒星的10％左右。
白矮星的形成同中子星的形成十分类似。恒星在演化后期，会抛射出大量的物质，经过大量的质量损失后，如果剩下的核的质量小于1.44个太阳质量，这颗恒星便可能演化成为白矮星。也有人认为白矮星的前身可能是行星状星云的中心星，当它的核能源基本耗尽以后，整个星体开始慢慢冷却、晶化，中心星就逐渐演化成了白矮星。根据科学家的计算，当老年恒星的质量小于10个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗白矮星。
很多白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度在冷却着。经过漫长的岁月，白矮星将渐渐停止辐射，由老年步入死亡。它的躯体会变成一个比钻石还硬的巨大晶体而永存。天文学家将这种巨大的晶体称为黑矮星。
超新星的出现是源于老年恒星内部的一次大爆发，人们将这种爆发称为超新星爆发。这次爆发让老年恒星抛射掉自己大部分的质量，同时释放出巨大的能量。在很短的时间内，恒星的光度有可能将增加几十万倍。正是因为超新星的爆发使恒星的光度增大，所以人们便会看到原本看不到的恒星。当爆发结束后，恒星的光又黯淡下去，人们就又看不到这颗恒星了。这就是为什么超新星在出现一段时间后又突然消失的原因。
对于超新星爆发的原因的探索，人们还处于猜测、设想的阶段。目前比较流行的观点认为，超新星爆发可能是由恒星内层向中心“坍缩”时极其迅速地释放出来的引力势能引起的。因为恒星在燃烧过程中，随着能量的耗尽，它的外壳会向外膨胀，而它的核却受反作用力的影响开始收缩，恒星的核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列的物理变化，从而产生巨大的爆炸。
行星，又称作惑星，是指那些在自转的同时还环绕着恒星进行旋转的星体。科学家认为，宇宙间的行星是由恒星诞生之后的宇宙尘埃所形成。宇宙尘埃的外面包裹有一层冰。因为在恒星诞生之初，其周围接近真空，而且温度极低，所以这种冰是具有黏结性的，能起到类似胶水的作用。当宇宙尘埃互相碰撞时，冰将它们“黏”在一起，于是这个“核”一点点变大，就像滚雪球一样，形成了原始状态的行星。原始行星继续吸引周围的尘埃，从而逐渐演变成了今天的行星。
太阳系内的八大行星被称为太阳系内行星，而太阳系外的行星则被称为太阳系外行星。太阳系外行星的发现对外星人存在的观点提供了支持。质量不够大的行星被称为小行星，小行星一般不容易被发现。还有一种行星，被称为星际行星，它们不围绕特定的恒星公转，就像是宇宙的流浪客一样。
行星自身不会发光，人们在天空中看到的行星之所以会发光，是因为它反射了恒星的光。
卫星是环绕一颗行星按一定的轨道作周期性运行的天体，有天然卫星和人造卫星之分。卫星之所以会围绕行星不停地旋转，是因为万有引力的作用，任何人造航天器和星际物质，只要能够被行星的引力场捕获，都会成为行星的卫星。
天然卫星是原本就存在于宇宙中的星体。月球就是地球的一颗天然卫星。太阳系八大行星中，除水星和金星外，其他六颗行星都有天然卫星，只是数量不同而已。航天探测和天文观测结果表明，卫星的运行规律各有不同，有的卫星共用一条轨道，有的卫星绕行星逆行运转，还有的卫星与行星自转同步。
人造卫星是一种航天器，当它脱离了地球引力进入太空后，就成为了一种天体。1957年，前苏联发射的第一颗人造地球卫星“卫星一号”是人类迈向太空的第一步。
彗星是在扁长的轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，它由一些未挥发的冰块组成，并夹杂着各种杂质和尘埃。彗星的结构多种多样并且非常不稳定，但所有彗星都裹着一层由挥发性物质构成的彗发，彗发会随着彗星逐渐接近太阳而渐渐变大变亮。在彗发中央，有一个小而明亮的彗核。彗核由较为密集的固体组成，质量能够占到彗星总质量的95％。彗发和彗核一起组成了彗头。
彗星的轨道是不对称的椭圆形，所以它与太阳的距离也在不断变化，有时候离太阳很近，有时候离太阳很远。彗星的外貌随着距离太阳的远近不同而有所变化。当彗星远离太阳时，形态呈现为一个云雾状的斑点，它也常被称作“脏雪球”；当彗星接近太阳时，彗星外层的“脏雪”会迅速蒸发、气化、膨胀，并喷发出来，这时彗星的体积急剧地膨胀起来。同时，由于受太阳风和太阳的辐射压力的影响，在背向太阳的方向，自彗头会伸展出一条长达几百万千米的明亮彗尾，所以中国民间又称彗星为“扫帚星”。
彗星每次靠近太阳时都要丢失一部分挥发性物质。最终它将成为太阳系中的又一颗岩石天体。彗星的生命是非常短暂的，宇宙中很多小行星就是已熄灭的彗核。
据统计，我们用肉眼能看到的星星大约有6000颗。为了便于记忆和研究星空，古代巴比伦人将天空分成了许多区域，称之为“星座”。每一个星座通过其中的亮星的特殊分布来辨认。
公元前270年前后，古希腊人把他们所能见到的部分天空划分成48个星座区域，用想象中的线条将星座区域内的主要亮星连起来，把它们想象为人或其他动物的形象，并结合神话故事给它们取了合适的名字，这就是星座名称的由来。
1930年，国际天文联合会召开，统一把全天划成88个星座，这88个星座分属3个天区，北半球29个，南半球47个，黄道附近12个。近代划分的星座是以科学的系统划分的，许多星座采用天文学或其他科学仪器的名称命名，如六分仪座、八分仪座、望远镜座、时钟座、显微镜座等等。全天88个星座的名称是：
北半球的星空
仙女座、唧筒座、天燕座、水瓶座、天鹰座、天坛座、白羊座、御夫座、牧夫座、雕具座、鹿豹座、巨蟹座、猎犬座、大犬座、小犬座、摩羯座、船底座、仙后座、半人马座、仙王座、鲸鱼座、蝘蜓座、圆规座、天鸽座、后发座、南冕座、北冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、天鹅座、海豚座、剑鱼座、天龙座、小马座、波江座、天炉座、双子座、天鹤座、武仙座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印第安座、蝎虎座、狮子座、小狮座、天兔座、天秤座、豺狼座、天猫座、天琴座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、猎户座、孔雀座、飞马座、英仙座、凤凰座、绘架座、双鱼座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、天箭座、人马座、天蝎座、玉夫座、盾牌座、巨蛇座、六分仪座、金牛座、望远镜座、三角座、南三角座、杜鹃座、大熊座、小熊座、船帆座、处女座、飞鱼座、狐狸座。
南半球的星空
白羊座（3月21日～4月20日）
金牛座（4月21日～5月20日）
双子座（5月21日～6月21日）
巨蟹座（6月22日～7月22日）
狮子座（7月23日～8月22日）
处女座（8月23日～9月22日）
天秤座（9月23日～10月23日）
天蝎座（10月24日～11月22日）
射手座（11月23日～12月21日）
摩羯座（12月22日～1月19日）
水瓶座（1月20日～2月18日）
双鱼座（2月19日～3月20日）
美国物理学家斯内法克教授称，所谓的时空隧道，其实就是一种宇宙空间，不过这个宇宙空间一般人用眼睛看不到，否则，就实在无法解释历史上的神秘失踪事件了。
有学者认为，具有强大吸引力的黑洞就是一种“时空隧道”，它能让进入“黑洞”的人失去知觉和记忆。这些学者还用“泰坦尼克”沉船事件作了解释。也有学者反对这种假设，如果“泰坦尼克”的乘客进入了“时空隧道”，游轮为什么没有进入？如果游轮也同时进入，它应该和船长史密斯同时再出现。事实上，游轮并没有和船长史密斯同时再出现。
美国著名科学家约翰·布凯里教授在大量的研究分析基础上，提出了他的理论假说：
①“时空隧道”和黑洞一样，是客观存在的，是物质性的，但是我们却看不见，摸不着它。
②对于我们人类，“时空隧道”时而关闭，时而开放。
③“时空隧道”的时间体系与人类世界的不同。在“时空隧道”里，时间可以正转，也可倒转，还可以相对静止。所以，进入“时空隧道”的人失踪几十年就像一天或半天一样。
第五空间是近几年才出现的一个名词，它是相对于第一空间陆地、第二空间海洋、第三空间空中、第四空间宇宙而言的。第五空间是指300米以下的空间，在这个空域中，地形复杂，地物阻隔，雷达发现角的可控度非常有限。这是西方航空界给出的定义。
第五空间被西方航空界称为现代制导式武器的“死角”，这是因为，现代最先进的制导式武器能准确对付中、高空目标，却因距离太近，预警时间没有充分保证，而对低空目标难以捕捉和追踪。
在第五空间，现代制导式武器很难发挥作用。
太阳系是由太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心，它的质量占太阳系总质量的99.8％，八大行星以及数以万计的小行星所占的比例很小。太阳以自己强大的引力将太阳系里的所有天体牢牢地吸引在它的周围，使所有太阳系的成员不离不散、井然有序地绕自己旋转。同时，太阳又作为一颗普通的恒星，带领着太阳系的其他成员时时刻刻在绕银河系的中心运动。
科学家一般认为太阳系是由尘粒与气体的星云压缩形成的，但详细原因却不清楚，还需要人们进一步去观测和探索。
太阳系分内、外两层，内层包含太阳、水星、金星、地球、火星，外层的行星为木星、土星、天王星、海王星。这些行星只有水星的运行轨道十分接近于圆，其他七颗行星都以太阳为中心以椭圆轨道公转。各行星的运行轨道基本上处于同一平面内，人们将这个平面称为黄道面。黄道面与太阳赤道面仅有7°的夹角。
在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等、形状各异的小行星，天文学把这个区域称为小行星带。
八大行星是怎样形成的？
八大行星为什么都是圆的？
八大行星为什么都在公转和自转？
八大行星的公转为什么具有共面性、同向性和近圆性的特点？
各行星中的卫星为什么有正向自转的还有反向自转的？
金星为什么灼热？
真的有火星人吗？
木星为什么有大红斑？
气体行星为什么有环？
太阳系的尽头在哪里？
太阳是离我们最近的一颗恒星，它跟我们的生活有着很密切的关系，地球上一切能量的来源最终都可以追溯到太阳。太阳是一个炽热的气体球，它的表面温度高达6000℃。太阳内部因为受到外层重达33万个地球质量的挤压，核心温度高达1500万摄氏度。太阳的主要成分是氢和氦，按质量计算，氢约占71％，氦约占27％，另外还有少量的氧、碳、氮、铁、硅、镁、硫等。太阳的寿命有100亿年，如今它已经有45.7亿岁，接下来的岁月中，太阳将由红星球变为蓝星球，再相继变为白星球、黑星球，即在经历红太阳、蓝太阳、白太阳、黑太阳几个阶段后，太阳就会寿终正寝。
太阳的内部构造从中心向外，依次是核反应区、辐射区和对流区。太阳的表层人们习惯称为“太阳大气”，由里向外依次为光球层、色球层和日冕层。
太阳表面和太阳大气中的活动现象，比如太阳黑子、耀斑和日冕物质喷发等，通常被称为太阳活动。太阳活动呈周期性变化，周期约为11.2年。目前科学界普遍认为，太阳活动是由太阳磁场变化引起的。
太阳活动会使太阳风大大增强，造成极光增多、大气电离层和地磁的变化等许多地球物理现象，进而引发地球上无线电通信及航天设备不能正常工作，卫星上的精密电子仪器遭受损害，地面电力控制网络发生混乱，甚至还会威胁到航天飞机和空间站中宇航员的生命安全。
太阳横截面
2006年8月，国际天文学联合会大会投票5号决议，通过新的行星定义——太阳系只有8颗行星，冥王星被降级为“矮行星”，所以，太阳系就剩下了八大行星。
太阳系中的大行星离太阳最近的是水星，其他由近及远依次为金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。除了水星和火星之外，其他行星都有自己的卫星。
八大行星按体积由大到小的排序为木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星。它们按质量、体积、化学组成以及和太阳之间的距离等标准，又大致分为类地行星、巨行星和远日行星三类。水星、金星、地球和火星属于类地行星；木星和土星属于巨行星；天王星和海王星属于远日行星。
八大行星在公转时有共面性、同向性和近圆性的特征。共面性是指八大行星的公转轨道近乎在一个水平面上；同向性是指八大行星的公转方向是一致的；近圆性是指八大行星都是以太阳为中心，在一个近似圆形的椭圆轨道上公转。
太阳系中，除了八大行星以外，在火星和木星的轨道之间还有一个小行星带，小行星带里有成千上万颗小天体在沿着椭圆的轨道不停地围绕太阳公转，这些天体被称为小行星。这些小行星最大的直径约有1000千米，最小的只像鹅卵石一般大小。少数较大的小行星可能是球状的，但大多数的形状是不规则的。有的小行星还有自己的卫星。小行星自身不会发光，靠反射太阳光而发光。它们的亮度跟它们与太阳和地球之间的距离及星体表面的反射率有关。
目前已登记在册和编了号的小行星有8000多颗。据统计，小行星的总数当在50万颗左右。尽管小行星的数量很多，但它们之间的距离却非常大。科学家们认为，如果没有来自木星的强大引力场的阻挡，各个小行星很可能会在运行当中互相吸附在一起形成一颗大行星。目前人们对小行星的研究主要来源于分析坠落到地球表面的太空碎石。
小行星的自转毫无规律，有些小行星的轨道与地球轨道相交，甚至还曾与地球相撞过。虽然小行星撞击地球造成的危害很大，但它们与地球相撞的几率却很小。研究表明，直径10千米大小的小行星平均1亿年左右才会与地球相撞一次，地球每百万年受到3次较小的小行星的撞击，但其中只有一次发生在陆地上。
公元17世纪，英国天文学家哈雷开始计算彗星轨道时，发现1682年、1607年和1531年出现的彗星有相似的轨道，他判断这三颗彗星其实是同一颗彗星，并预言它将在1758年底或1759年初再次出现。1759年，这颗彗星果然出现了。虽然哈雷已在此前的1742年逝世，但为了纪念他，这颗彗星被人们称为“哈雷彗星”。
哈雷彗星是一颗著名的周期彗星，哈雷不但计算出了这颗彗星椭圆形的运行轨道，并且还计算出它绕太阳运行的周期约为76年。
据科学家观测，哈雷彗星的彗核长15千米，宽8千米，彗核表面呈灰黑色，反射率仅为4％。哈雷彗星的主要成分是水和冰，这些水和冰以非常小的粒子存在着。哈雷彗星彗核的密度很低，这说明它有很多孔，可能是因为在冰升华后，大部分尘埃都留了下来导致的。另外，哈雷彗星的公转轨道是逆向的，偏心率较大，它与黄道面的倾斜角为18°。
哈雷彗星最近的一次出现时间是1986年，它将在2061年再次返回内层太阳系。
当星际空间的尘埃颗粒和微小的固体块在接近地球时，由于受地球引力的影响会闯进大气层，它们在穿过大气层的时候与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光，从而在夜空中划出一条绚丽的光迹，这种现象就叫流星。
流星体的来源，一部分是绕太阳运动的一些星际物质，一部分是比较大的彗星或小行星被碰撞后的一些碎片。质量较大的流星体会形成火流星，亮度比金星亮，可持续几秒钟。有时火流星在接近地表一二十千米处才会消失。流星通常不会发出可以听见的声音，但它也是有声响的，它的声响主要集中在低频波段。一颗非常亮的流星，比如火流星，可能会让人听到声音。
如果天空某一区域在一定时间范围内流星数目显著增多，大大超过通常偶然出现的流星数，就像下雨一样，这种现象被称为流星雨。
流星穿越大气层会燃烧
流星雨非常壮观，它主要是由彗星引起的。当彗星距离太阳最近的时候，受太阳热辐射作用，彗星温度会迅速升高，并喷发出大量的碎块。这些碎块随着彗星的运行在其轨道上形成碎块密集区，沿着同一轨道绕太阳运行，天文学家将它们称为流星群。当流星群与地球相遇时，人们就会看到流星雨现象。流星雨出现的时候可高达每小时十几条到几十条，在发生流星暴雨时，可高达每小时几千条甚至几万条。
如果流星雨出现于某星座的区域，人们就会用该星座的名称来命名流星雨，如狮子座流星雨、英仙座流星雨、猎户座流星雨等。
流星雨对地面上的人们不会造成直接危害，因为绝大多数流星体会在与大气的摩擦中完全燃烧掉，但流星暴雨却会对地球大气层中航天飞行器的安全构成极大的威胁。
陨星被人们称为是“天外来客”，它是没有燃尽的流星体从太空掉落到地球或其他行星表面的物体，也叫“陨石”。
陨石的成分很复杂，根据陨石的不同成分可分为铁陨石、石铁陨石和石陨石。铁陨石也叫陨铁，它的主要成分是铁和镍；石铁陨石也叫陨铁石，这类陨石较少，其中铁镍与硅酸盐大致各占一半；石陨石也叫陨石，这种陨石的数目最多，主要成分是硅酸盐。
研究分析陨石在天文学上有着重要的意义。因为一些陨石是早期太阳系形成时的产物，它们对科学家了解太阳系的形成有很大的作用。某些陨石来自月球或其他行星，有些则是小行星的碎片。它们原本是这些天体的一部分，但因与其他天体发生碰撞而碎裂，从而溅落到宇宙空间。这些陨石为研究月球、其他行星和小行星的物质构成提供了很多信息。
陨石对于认识人类所赖以生存的地球也能提供很大的帮助。地球形成于44亿～46亿年前，但是现在地球上能找到的最早的矿物仅40亿年，而岩石则更年轻，在这之前的地球是什么样子，人们几乎找不到任何直接的证据。从天而降的陨石可能会和地球的年龄相同，从这些陨石里可能会找到构成地球的原始成分，研究这些陨石能够帮助人们认识地球的过去。
1908年6月30日上午7时17分，一颗流星飞向俄罗斯西伯利亚埃文基自治区，在通古斯河附近、贝加尔湖西北方800千米处引发了一场大爆炸，爆炸产生的冲击波将附近650千米内的窗户玻璃震碎。大爆炸后，超过2150平方千米内的6000万棵树被掀倒或烧焦。
后来，人们发现发生爆炸地区的植物生长的特别快，经过研究，原来是爆炸时释放的能量和太阳风激发了大气中的氮，产生了大量的氮化物肥料——氮水和尿素等。目前，爆炸生成的肥料已经消耗的差不多了，植物生长又恢复了原来的状态。
太阳黑子是光球层上出现的黑色的斑点。这些斑点的黑是相对而言，因为色球层的有些区域温度相对比较低，大概在4000℃左右，而周围的温度却在6000℃左右，人们用光学望远镜观测太阳的时候，看到的这些区域就成了黑色的斑点。
因为太阳黑子是在太阳大气中形成的，所以它是一种巨大的旋涡状气流，但这种旋涡状气流的大小、多少、位置和形态等，每天都会发生变化。太阳黑子也是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域，是光球层活动的重要标志。
长期观测太阳黑子就会发现，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有时甚至几天、几十天太阳面上都没有黑子。天文学家们早已注意到，太阳黑子从最多（或最少）的年份到下一次最多（或最少）的年份，大约相隔11年。也就是说，太阳黑子有平均11年的活动周期，这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑子最多的年份称为“太阳活动峰年”，把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”。
当发生日全食的时候，太阳的周围会镶着一个红色的环圈，上面跳动着鲜红的火舌，这种火舌形状的物体就像是太阳的“耳环”一样，因此，被人们称为日珥。日珥的形态千变万化，可分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。
当日珥出现的时候，整个色球层就像是燃烧着的红色草原，日珥的上升高度约几万千米，大的日珥可高于太阳面几十万千米。日珥的亮度要比太阳光球层暗得多，密度则大于日冕层，呈绯红色。日珥物质从色球层抛出后，会在很短时间内迅速上升到高空，然后又跌落下来。其运动速度，可以达到每秒数百千米。
日珥是在太阳色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，是太阳活动的标志之一。它是太阳磁场剧烈活动的结果，也是证明太阳磁场存在的证据。它同黑子、耀斑一样，活跃周期也是11年。日珥出现的原因，人们还在进一步探索之中。
在太阳大气中，有时候会出现某些区域局部增亮的现象，从地球上看去就好像是一块块闪耀的斑点，人们将这种现象称为耀斑。耀斑亮区在太阳面上还会有膨胀、缓慢漂移的现象，最常见的是暗条两侧产生的两条亮带以每秒约10千米的速度向外膨胀。
耀斑是一种最剧烈的太阳活动，它发生在色球层中，所以也叫“色球爆发”。耀斑的寿命在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，但下降较慢。在太阳活动峰年，耀斑会出现的很频繁，并且强度会增强。
尽管耀斑在地球上看到的只是一个发亮的小斑点，但它在太阳上却是一次惊天动地的大爆发。在这样的爆发中，耀斑释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量，或相当于上百亿枚百吨级氢弹爆炸的能量。耀斑出现时会有很强的辐射，并且辐射种类很多，除可见光外，有紫外线、X射线和伽玛射线，有红外线和射电辐射，还有冲击波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射线。
太阳风是太阳的日冕层向空间持续抛射出来的一股物质粒子流。日冕层的温度很高，有100万摄氏度。在这样的高温下，氢、氦等原子被电离成了带正电的质子、氦原子核和带负电的电子。这些带电粒子的运动速度很快，有的能够挣脱太阳引力的束缚奔向太空，从而形成了太阳风。
太阳风分为持续太阳风和扰动太阳风两种。持续太阳风又叫宁静太阳风，是一种射流速度与微粒含量都较小的太阳风。扰动太阳风是在太阳活跃时期喷射出的粒子流，这种太阳风与太阳活动有关，还有时伴有高能荷电粒子的大量增加，其射流速度快，粒子密度大。
人们对太阳风的发现跟彗星有关。人们发现彗星离太阳越近，彗发就越明显，彗尾也越长，而且彗尾的方向总是背对着太阳，于是就猜测太阳可能会放射出一种类似于风的物质，对彗星产生影响。后来人们探测到了太阳上有微粒流从日冕的冕洞中发出，因此美国科学家帕克将其形象的命名为太阳风。
住在高纬度地区的人们时常会看到五彩斑斓的光象，这些光象大多呈带状、放射状、弧状和幕状，它们色彩艳丽，酷似烈焰，犹如彩虹，甚是好看，这些出现在高纬度地区上空的绚丽多姿的光象就是极光。
极光是由于太阳活动而引起的。太阳不但发射可见光，而且还发射紫外线、红外线、电磁波等等。太阳的日冕层中还不停地向外发射粒子流，这种粒子流以非常快的速度向宇宙空间中吹去，俗称太阳风。太阳风的一部分到达地球外层空间，带电粒子流就会沿着磁场进入地球的两个磁极上空，地球磁极上空的高层大气受粒子流激发后就会发出五颜六色的光，这就是极光。由此可以看出，太阳活动是极光产生的根源，极光出现的频率和强度，都和太阳活动的强弱有关系。
地球与月球构成的天体系统被称为地月系。在地月系中，地球是中心天体，因此人们一般把地月系的运动描述为月球相对于地球的绕转运动，但地月系的实际运动是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒，也就是27.32166天，公共质心的位置在离地心约4671千米的地球体内。
月球自转的方向，与公转相同，都是自西向东，这主要是因为地球对月亮的吸引力特别大的缘故。因此地球上的人们只能看到月球的一半，即人们所说的正面，月亮的背面人们在地球上永远看不到。
宇宙间天体之间都存在相互作用，“潮汐作用”是重要的作用形式之一。由于地月间距离相对较近，这种潮汐作用更为明显。太阳系天体中，月球对地球的潮汐作用约为太阳对地球潮汐作用的2.2倍，并远远大于其他天体对地球的潮汐作用。由于月球的潮汐摩擦作用使得地球自转变慢，每天时间变长，平均每一百年一天的长度增加近千分之二秒。同时，由于地球自转变慢，使得月球缓慢向外作螺旋运动，目前月球正以每年3～4厘米的速度远离地球。同样道理，地球对月球的潮汐作用，使得月球自转周期变得与其公转周期相同。
地球是太阳系中距离太阳较近的行星，按体积来算，是太阳系中的第五大行星，它的赤道周长约为40075千米，直径为12756.3千米，平均半径为6371千米，赤道半径为6378.1千米，极半径为6356.8千米，地球表面积为5.1亿平方千米。地球的外形是一个两极略扁、中间稍微凸起的扁球体。
地球是太阳系中密度最大的星体，并且目前观测到只有地球的表面存在液态水。液态水是生命存在的重要条件。地球表面71％的面积都为水所覆盖。海洋的热容量也是保持地球气温相对稳定的重要条件。液态水也造成了地表侵蚀及大洲气候的多样化，目前这是太阳系中独一无二的过程。
目前人们探知的地球的年龄为44亿～46亿年，在这期间，地球表面不断重复着侵蚀与构造的过程，地球的大部分表面被一次又一次地形成和破坏。
地球与太阳系其他行星相比较是一个特殊的星球——有生命存在。地球之所以能产生生命，是因为它具有如下条件：
①光照稳定。地球上生命演化至今，太阳没有明显的变化，地球所处的光照条件一直比较稳定。
②宇宙环境安全。地球附近的行星际空间（即太阳系中），大小行星各行其道，互不干扰，使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中。
③温度适中。日地距离适中，使地球表面的平均气温为15℃，有利于生命过程的发生和发展。
④有大气。体积和质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层。
⑤有水。早期地球上水的形成和聚集，为生命的产生和存在提供了必备条件。
地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场。地球的两个磁极在南北两极附近，但并不是与地理概念上的南北极完全重合的，地磁场还存在一个磁倾角。
地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，变化非常缓慢。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球外部，并且很微弱。
地磁场并不强，但对于地球上的各种生命来说却显得非常重要。这个巨大的磁场如同地球的一个无形的盾牌，能减弱来自太空的宇宙射线的辐射。如果没有地磁场，外来的宇宙射线能够将地球上的所有生命杀死。
地球磁场是无形的
大气中一般都含有少量的离子，若刮西风或偏西风，离子会自西向东随风运动，这时地磁场会使大气底层的负离子增多而正离子减少。负离子能使人感觉身心爽朗、舒适，对人体健康十分有益。
人们还发现，海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物都能凭借地磁场辨别方向而不迷路，它们每年可以远行几千千米之外，有的甚至还要经过汪洋大海。有些动物还能利用磁倾角帮助自己测定其所在的精确位置，无论它们走多远，最终都能回到自己的故乡。
因为地磁场的作用，古代中国人发明了指南针和罗盘。指南针和罗盘是用来测量方向或位置的仪器。它们被广泛用于航海、军事、看风水、探险等活动，推进了人类文明的发展。
一切物体之间都存在着相互作用的吸引力，这个吸引力就叫万有引力。万有引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，这一规律就叫万有引力定律。
根据这个定律，人类与日常接触的质量不大的物体之间之所以感受不到万有引力，是因为万有引力太小的缘故，当物体的质量很大时，万有引力才会很大。
地球的质量很大，所以地面上物体受到的重力可以近似认为是地球对物体的引力，也就是地球引力。地球因为受自转等因素的影响，使得地球引力是连续变化的。地球两极引力强，赤道引力弱。地球引力最大的地方在南极查尔斯王子山脉南部的鲁克尔山北部的特大磁铁矿上，而地球中心的引力几乎为零。
地球存在引力的现象最早是由17世纪英国著名科学家牛顿发现的，万有引力定律也是由牛顿总结出来的。牛顿认为，地球产生的引力，不仅将人类及其他有形物体吸引在地球表面，而且把厚厚的大气层牢牢地约束在自己周围，甚至还将38.4万千米以外的月球也“拴”在了身旁。如果人们想要离开地球，去探索地球外面的空间，就必须要摆脱地球引力的束缚，而摆脱地球引力的束缚只有靠提高速度的方法。
月球是地球的唯一一颗天然卫星，它距离地球有384404千米，直径约为3476千米，只有地球的四分之一。月球上受太阳照射的一面的温度为116℃，另一面温度却为零下168℃，昼夜温差能够达到284℃。有趣的是，月球上的重力只有地球上的六分之一，人到了月球上都会变为大力士，走路也会变得轻飘飘的。
月球上几乎没有大气，更没有任何生物，月球的表面是一层几十米厚的土壤。通过天文观测，人们可以看到月球上有许多的环形山，这些环形山大多都是陨石撞击的结果。月球上还会发生地震、山崩和火山喷发的现象，这说明月球也处于活动之中。
月球的内部也有圈层结构，但与地球内部的圈层结构并不完全相同。整个月球由里到外由月球核、软流圈和岩石圈组成。研究表明，月球的圈层结构是经历了漫长的天文演化过程、整个月球物质圈层分化的结果。
月球在绕地球公转的同时，也在不停地做自西向东的自转运动，所以月球上看到的太阳也是从东边升起，从西边落下。但太阳在月球上的东升西落现象和地球上的并不相同，在月球上，太阳从东边升起到西边落下要经过360多个小时。月球上的一昼夜要相当于地球上的27.32天。
月球起源之谜。
月球年龄之谜。
干燥的月球上大量水气之谜。
不锈铁之谜。
月球放射性之谜。
月球表面呈玻璃状之谜。
月球的磁场之谜。
月球土壤比岩石年龄更大之谜。
月球内部神秘的“物质聚焦点”之谜。
当巨大物体袭击月球时，月球发出空心球似的声音之谜。
月球本身不会发光，人们在夜晚看到的月光是月球反射的太阳光，月球朝着太阳的一面是明亮的，背着太阳的一面是黑暗的。月球在公转的过程中，向着地球的一面有时全部是明亮的，有时明亮部分比黑暗部分多，有时明亮黑暗各半，有时明亮部分比黑暗部分少，有时全部是黑暗的。这样，在地球上就会看到月球不同的形状。月球的这种阴晴圆缺的变化就是月球相位的变化，人们称之为月相。月相的成因是月球绕地球运动，使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动，在地球上看到的月球从而呈现出不同形状。
月相是呈周期变化的，周期为29.53天，因为受到了地球公转的影响，月相的周期比月球的公转、自转周期长2.21天。人类在开始记录地球史的时候，就已通过观测月相来计时，并根据月相的这些周期性变化制定了历法，中国的农历就是来源于此。
当农历初一的时候，月球正好运行在地球和太阳之间，被太阳照亮的半球背着地球，人们看不见月亮，叫做“新月”，也叫“朔”。过了新月，月亮被照亮的部分逐渐转向地球，人们会看到一钩弯月，这时的月亮被称为“蛾眉月”，这时是农历初三、初四。初七、初八看到的是半个月亮，叫做“上弦月”。到了农历十五、十六、十七，月亮上亮的一面全部对着地球，人们能看到一轮圆月，这称为“满月”，也叫“望”。满月过后，月亮的亮面逐渐变小，到农历二十二、二十三，又能看到半个月亮，叫做“下弦月”。再过一个星期，月亮又回到“朔”。上半月时出现上弦月，月亮西半面亮，而且只出现在西面的天空，下半月时出现下弦月，月亮东半面亮，而且只出现在东面的天空，下弦月半夜时分才能从东方升起。
用月相变化的周期计算，从新月到下一个新月被称为一个“朔望月”，中国农历的一个月长度就是根据“朔望月”确定的。
月球、地球都在绕一定的轨道运行，当月球运行到地球和太阳的中间时，就会遮挡住照射到地球上的太阳光，这时地球上的人们就会看到日食现象。当太阳光被遮挡住了一部分时，就会发生日偏食现象；当太阳光完全被遮挡住的时候，就会发生日全食现象，这时人们在白天甚至会看到比较亮的恒星；当月球遮挡住了太阳的中心部位时，人们就会看到日环食现象。
日食是一种很普通的天文现象，平均每年都会发生两次，有时一年当中会发生五六次。我国有世界上最古老的日食记录，公元前1000多年已有确切的日食记录。
日食现象一定是发生在朔日，即农历初一，但并不是所有的朔日都会发生日食。这是因为月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运转的轨道平面并不是重叠在一起的，而是有一个倾角，并且在大多数的朔日里，月球虽然运行到太阳和地球之间，但月球的影子扫不到地面就不会发生日食。只有在极少数朔日的时候月影才会扫过地球。月影在地面扫过的区域被称为日食带，日食带的宽度一般为几十千米至二三百千米，因此，地球上的人们平均要二三百年才有机会在某一地区看到一次日全食。
月食的原理和日食类似，当地球运行到太阳和月球中间的时候，地球就会遮挡住照射到月球上的太阳光，这时人们就会看到月食现象。当地球完全遮挡住了照射到月球的太阳光时，就会发生月全食现象；当地球遮挡住了部分照射到月球的太阳光时，就会发生月偏食现象。由于地球的体积要远远的大于月球，所以不会发生月环食现象。
月食每年最多发生3次，有时一年一次也不发生。月食一般都发生在望日，即农历每月的十五或十六，但并不是每个望日都可能发生月食。如同日食的原理一样，地球绕太阳运转的轨道平面和月球绕地球运动的轨道平面并不是重叠在一起的，而是有一个倾角。只有在某些望日里，地球的影子才会扫过月球。
世界上最早的月食记录是由公元前2283年美索不达米亚人记录下来的，并且早在中国的汉代，天文学家张衡就弄清了月食原理。
月食现象，不但帮助科学家们推断出地球是球形的，测定太阳、地球和月球的相对大小，测量地理经度，还对研究月球运动、探索地球的大气结构给予了很大的帮助。
人造卫星是由人工制造、环绕地球在太空轨道上运行至少一圈的无人航天器。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。20世纪60年代以来，人造卫星的发射数量约占航天器发射总数的90％以上。
1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了“东方红一号”人造卫星。20世纪发明的人造地球卫星，改变了人类社会的思维、工作和生活方式，成为现代社会发展的巨大动力。
人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，按卫星的各种用途大致可分为通信转发器、遥感器、导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统，主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。
返回型卫星还有返回着陆系统，由制动火箭、降落伞和信标机组成。
一般来说，人造卫星可按运行轨道分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极轨道7大类。但是人们习惯上更多是按用途划分为科学、技术试验和应用卫星3个大类。科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙射线、太阳辐射等，并可以观测其他星体。技术试验卫星是用于卫星工程技术、空间应用技术试验的卫星。应用卫星是直接为国民经济和军事服务的卫星，它的种类最多，数量最大，占人造卫星总数的90％以上，其中包括通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、截击卫星等。
空间探测器就是对地外星球进行探测的无人航天器，包括月球探测器、行星探测器和行星际探测器，主要目的是为研究太阳系的起源、演化和现状搜集数据和资料，并通过对行星的研究进一步了解地球环境的形成和演变，探寻生命的起源等。
载人航天是20世纪人类最伟大的壮举，它大大扩展了人类的活动范围。到目前为止，人类已经研制出三种载人航天器，即载人飞船、航天飞机和空间站。
载人飞船又称宇宙飞船，是一种运送航天员到达太空执行任务并安全返回的一种航天器。在这三种载人航天器中，宇宙飞船规模最小、技术最简单、费用最便宜，因而被最先使用。宇宙飞船可以独立进行航天活动，也可以作为往返于地面和太空站之间的载体，还能与太空站或其他航天器对接后进行联合飞行。宇宙飞船容积较小，所载消耗性物资数量有限，不具备再补充的能力，所以在运行轨道上只能飞行几天到十几天，而且不能重复使用。
空间站是一种能在太空中长期停留的航天器，它可以帮助科学家从事太空研究，甚至还能让宇航员住在里面做实验。早期空间站的结构是舱段式，后来发展成为多对接口复合式，现在的空间站已经在向挂舱式发展。人类一共发射过数十个空间站，它的重要性促使科学家们对它进行了一次又一次的改进，突破了由单一密封舱组成的整体，现在已经发展成为列车式的航天器群了。
航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间运送人员和货物的航天器。航天飞机一般用火箭发动机垂直发射进入轨道，在轨道上能像飞船一样运行，返回地面时能像常规飞机那样滑翔和着陆。它集火箭、宇宙飞船和飞机的技术特点于一身，是现代航天与航空技术的完美结合。它是人类自由往返太空的便利的运载工具。
国际空间站是一个长期运行的太空实验室，各种高科技实验都将在里面进行，为人类打开太空之门打下了基础，也反映了太空研究中国际合作的重要性。
早在1983年的时候，美国总统里根就提出了建立国际空间站的设想，即在国际合作的基础上建立一个史上最大的载人空间站。起初参与这个计划的国家除了美国之外，还有日本、加拿大、巴西和欧洲航空局的11个成员国。苏联解体后，俄罗斯也加入了这个计划。1993年，该计划设计完毕，进入实施阶段。该空间站又称“阿尔法”空间站，设计寿命为10～15年，质量为432吨，长108米，运行轨道高度为397千米，可载6名宇航员，预算高达630亿美元。
月球上有很多宝贵的矿产，而且由于月球大气层稀薄，在上面冶炼出来的金属会比在地球上冶炼出来的质量要高很多。月球上核电站的原料储量也非常丰富，如果能得到充分利用的话，人类的能源危机就能顺利解决。再说月球空气稀薄，特别适合天文观测。
为了探索月球表面是否有冰水的存在，美国国家航空航天局NASA“半人马座”运载火箭与月球坑观测和传感卫星LCROSS在2009年10月9日完成了对月球的撞击。NASA埃姆斯研究中心在11月13日对外宣称，他们在月球南极附近发现了“数量可观的水”，令科学界激动不已。
发现月球上有水，对于建造月球基地和开发月球有重大意义。因为水是人员生活和植物生长的必需品，而且，水经过电解产生的氢和氧，是火箭发动机的推进剂。如果水的问题解决了，月球基地的建设和人在月球的长期生活，就都有了可靠保证。发现月球上有水，使月球基地建设有了现实的基础。
地球在绕太阳公转的同时还在不停地自转，地球的自转带来了昼夜交替的现象。因为地球自转的方向是自西向东，所以在地球上可以看到太阳东升西落的现象。
地球自转一周的时间为23小时56分4秒，这被称为一个恒星日。但是，因为地球在自转的同时还在绕太阳公转，所以地球上的人们想再次看到太阳，除了一个恒星日外，地球还要再转一点才能再次对准太阳，这要用24小时，这被称为一个太阳日，也就是人们通常所说的一昼夜。人们常常出于自己的直接观察，认为一个太阳日才是地球的自转周期，其实这是错误的。
地球的自转角速度也不是永恒不变的，由于宇宙的长期演化，地球自转的速度在逐渐减慢。据科学家对贝壳和珊瑚生长式样作出的判断，大约在15亿年以前，地球自转一周为9小时左右，比现在要快1.5倍左右。造成地球自转减慢的原因主要是由于潮汐、大气层与地球表面的摩擦及地心引力的减弱等因素。因为地球自转速度的减慢是非常缓慢的，所以人们感觉不到，并且地球自转速度的减慢目前也不会影响人们的正常生活。
过去，世界各地区的人们通过观察太阳的位置来制定时间。中国就有根据太阳在天空中的运行规律而制定出来的十二时辰。世界各个国家和地区的人们使用的时间都是各不相同的，甚至不同的城镇之间的时间就有所不同。时间的使用是相当混乱的。随着交通和电信的发达，各地交流日益频繁，不同的地方时间，造成许多困扰，于是人们就规定了世界时区。
时区以子午线为中心，依次由东向西每15度划分一个时区，这样全球划分为了24个时区，每个时区范围内的时间都是相同的。具体是：以通过英国格林尼治天文台的本初子午线为标准，其东西经度7.5度的范围为零时区，以东为东1～12区，以西为西1～12区，每个时区中央经线上的时间就是各时区的标准时间。
24时区划分示意图
每个时区内的标准时间为区时，相邻的每个时区之间的时间差为1小时。时区的界线原则上按照地理经线划分，但在具体实施中往往根据各国的行政区界或自然界线来确定，所以时区的界限并不完全是同经线重合的。目前，全世界多数国家都采用以区时为单位的标准时，并保持与格林尼治时间相差整小时数。
国际标准时间以本初子午线上的时间为标准，又叫格林尼治时间。但有些国家仍然采用其首都或重要商埠的地方时为该国的标准时间，所以这些国家的标准时间与格林尼治时间的差数甚至会相差到分钟。中国采用的全国标准时间为北京所处的东8区的区时。
太平洋中的180度经线为“国际日期变更线”，因为这里是东12区与西12区的分界线，也叫日界线。从180度经线向西，日期要加一天，从180度经线向东，日期则要减一天。为了避免一个国家同时出现不同的日期，所以，实际的国际日期变更线并不是直线。
时差是真太阳时与平太阳时的时刻之差。所谓真太阳时是以真正的太阳为参考点，以真正的太阳在人们的视觉中的运动规律来计算地球自转一周的时间。平太阳时又叫平时，主要是以地球自转周期为基准的一种时间计量系统。日常生活用的钟和手表都用的是平太阳时。
时差产生的原因一方面是因为地球绕太阳运动的速度不匀速，另一方面是因为地球公转轨道面和地球赤道面之间存在着倾角，真太阳在地球公转轨道面上不同点的时角变化率各不相同，也会引起真太阳时的不均匀。
时差的值一年之中每天都在变化，每年有4次为零，在4月16日、6月15日、9月1日和12月24日前后；4次为极值，在2月12日（负极大）、5月15日（正极小）、7月26日（负极小）和11月3日（正极大）前后。最大值能够达到16分钟。
相邻两个时区时间相差1小时，东时区较早，西时区较迟。计算两地的时差，先算出相隔多少个时区，然后确定东、西的位置，向东则顺时针方向增加，向西则逆时针方向减去，由此可以算出两地的时差。
我国古代的计时单位有时、刻、更、鼓、点。
时：指时辰，古时一天分12个时辰，采用地支作为时辰名称。子时，夜半，从23点到1点；丑时，鸡鸣，从1点到3点；寅时，平旦，从3点到5点；卯时，日出，从5点到7点；辰时，食时，从7点到9点；巳时，隅中，从9点到11点；午时，日中，从11点到13点；未时，日映，从13点到15点；申时，哺时，从15点到17点；酉时，日入，从17点到19点；戌时，黄昏，从19点到21点；亥时，人定，从21点到23点。
刻：古代使用漏壶计时，分一昼夜为100刻，一刻折合成现代计时单位14分24秒。
更：一夜分五更，每更约2小时，晚七时至九时为一更，晚九时至夜十一时为二更，其余类推。
鼓：古代夜间击鼓报更，故以其为更的代称。
点：一更又分五点。一点合现在24分钟。
地球围绕着太阳做周期性的绕转，被称为地球的公转。从北极上空来看，地球的公转呈逆时针方向，也就是地球公转的方向同地球自转的方向是一致的，也是自西向东。地球公转一周的时间是一恒星年，准确时间为365天6小时9分10秒。
地球公转的轨道呈椭圆形，所以地球与太阳之间的距离随着地球在公转轨道上的位置变化而时近时远。当地球运行到近日点的时候，地球与太阳之间的距离约为1.471亿千米；当地球运行到远日点的时候，地球与太阳之间的距离约为1.521亿千米。同时，地球的公转速度也在不断变化。当地球运行到近日点时，它的公转速度最快；当地球运行到远日点时，它的公转速度最慢。由于地球每年约1月初过近日点，7月初过远日点，因而从秋分到春分的冬半年约179天，春分再到秋分的夏半年则需要186天。
尽管地球公转的轨道形状是椭圆，但它的偏心率和扁率却很小，所以地球的公转轨道十分接近正圆。“近圆性”既是地球公转轨道的一个特点，也是所有行星绕日运行轨道的共同特征之一。
另外，地球的公转加上黄赤交角的存在，也给地球带来了一年四季的季节变化。
极昼与极夜是出现在南北两极地区的一种奇特的现象。极昼，就是太阳24小时都不落山，天空总是亮的，这种现象也叫白夜；极夜，正好与极昼相反，就是一天24小时也见不着太阳，天空总是黑的。两极地区这种神奇的自然现象是其他大洲所没有的。
极昼与极夜现象的出现是因为地球黄赤交角的存在，也就是地球赤道面与地球公转轨道面存在着23.5°的交角。因为黄赤交角，当地球在公转过程中北半球朝向太阳的时候，北极就会出现极昼。当北半球是夏至日的时候，整个北极圈都会处于极昼之中。此时南半球正好与此相反，处于极夜之中。
昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而改变的，纬度越高，极昼和极夜的时间就越长，纬度越低，极昼和极夜出现的时间就会越短。在南北两极的极点上，极昼与极夜出现的时间各为半年，也就是说，那里白天黑夜交替的时间是整整一年，一年中有半年是连续白天，半年是连续黑夜，那里的一天相当于其他大陆的一年。在极圈上，一年当中则仅有一天会出现极昼或极夜。
俗话说：春有百花夏有雨，秋有凉风冬有雪。一年当中之所以会出现这种四季的变化，是因为地球的公转和黄赤交角的存在。地球的自转轴与垂直于公转轨道面的轴线倾斜成大约23.5°的交角，这就使地球在公转过程中，太阳直射点会在地球的南北回归线之间产生有规律的移动，进而导致在回归年当中地球离太阳越近反而越冷，离太阳越远反而越热。
在一个回归年当中，人们发现每年1月初当地球靠近太阳的时候，北半球反而正值寒冬，而7月初北半球盛夏时节地球却正经过远日点。发生这种现象是因为太阳与地球之间的距离变化，但这只是使整个地球从太阳接受的总热量产生一些微小的差异，这一点差异并不足以造成地球上一年的季节变化。
事实是这样的：每年3月21日左右，阳光直射赤道，这时太阳在春分点，北半球为春季。此后，太阳直射点逐渐向赤道以北移动，北半球所得的热量逐渐增多。每年6月22日前后夏至时，太阳光直射北回归线，北半球接受太阳光最多，这时北半球便是夏季。到9月23日前后秋分时，太阳光直射赤道，此时南北半球接受太阳光相等，北半球便是秋季。秋分后，太阳光直射点移到南半球，到12月22日前后冬至时，太阳光直射南回归线，北半球接受太阳光最少，这时北半球便是冬季。地球不停地公转，春、夏、秋、冬四季便不断地交替出现。
四季变化在地球南北温带的地方比较显著，并且南半球的四季现象与北半球正好相反，当北半球是春季时南半球是秋季，北半球是夏季时南半球是冬季。
一年当中有春、夏、秋、冬四个季节，由这四季构成的一年，就是回归年，天文学家给它的定义是平太阳连续两次通过春分点的时间间隔。一年当中有24个节气，当北半球正值春分的时候，太阳直射点正好照射在赤道上。当太阳直射点第三次再照射到赤道的时候，正好是平太阳第二次通过春分点。这个周期为365.2422日，即365天5小时48分46秒，也就是一个回归年的长度。这是人们根据长期的天文观测得出的结果。如今人们通用的公历与中国传统的农历都是根据回归年来制定的。
关于四季的划分，不同地区有很大的差异。西方分别以春分、夏至、秋分、冬至作为春、夏、秋、冬四季的开始，而中国则习惯以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的起点，把春分、夏至、秋分、冬至作为四季的中点。中国民间习惯以农历正月、二月、三月为春季，四月、五月、六月为夏季，七月、八月、九月为秋季，十月、十一月、十二月为冬季。气候统计上，因一般以1月为最冷，7月为最热，故以公历3、4、5月为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12月和次年1、2月为冬季。这种四季分法与四季分明的温带地区较为符合。
四季的变化
在同一个季节内，地球上除赤道以外，太阳辐射具有纬度分布的规律。地球获得的太阳辐射的热量随纬度的变化而变化，纬度越高，地球表面获得的热量就越少，纬度越低，地球表面获得的热量就越多。人们根据这个规律，粗略地将地球划分为五个热量带，这五个热量带分别为热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带。其中，热带与南、北温带的分界线分别为南、北回归线，南、北温带与南、北寒带的分界线分别为南、北极圈。
热带的面积占全球总面积的39.8％。在回归线上，一年有一次太阳直射现象，其他热带地区，一年内有两次直射，而且，这里正午太阳高度终年较高，变化幅度不大，因此，这一地带终年能得到强烈的阳光照射，气候炎热。
由回归线到极圈范围内的南、北温带，是两个宽度最大，面积最广的纬度带，其面积占全球总面积的51.7％。温带范围内没有太阳光直射的机会，正午太阳高度每年在夏至日时最高，在冬至日时最低。昼夜长短的变化幅度，南、北温带随纬度的增加而显著地扩大。温带的四季变化最为明显，纬度愈高，冬夏温差愈大。
南、北寒带是两个圆形的高纬地带，它的面积最小，仅占全球总面积的8.5％。从天文特征来看，这里有极昼和极夜现象。除极点外，寒带其他地区都有昼夜分明的时期。即使在昼夜分明和极昼的日子，正午太阳高度也是很低的。寒带接受太阳光能最少，气温终年很低。
古人根据季节更替和气候变化的规律，把一年分为24个节气。
二十四节气的名称和顺序是：立春：即春季的开始。雨水：降雨开始。惊蛰：指春雷惊醒了蛰伏在土中冬眠的动物。春分：表示昼夜平分。清明：天气晴朗。谷雨：雨生百谷。立夏：夏季开始。小满：麦类等作物籽粒开始饱满。芒种：麦类等有芒作物成熟。夏至：夏天来临。小暑：气候开始炎热。大暑：一年中最热的时候。立秋：秋季开始。处暑：暑天结束。白露：天气转凉，露凝而白。秋分：昼夜平分。寒露：露水以寒，将要结冰。霜降：开始有霜。立冬：冬季开始。小雪：开始下雪。大雪：降雪增多。冬至：冬天来临。小寒：气候开始寒冷。大寒：一年中最冷的时候。为了便于记忆，人们编了二十四节气歌诀：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
二十四节气最早出现在商朝，是中国历法的独创，几千年来对中国农业发展起了重要作用。二十四节气歌：
一月有两节，一节十五天。
立春天气暖，雨水粪送完。
惊蛰快耙地，春分犁不闲。
清明多栽树，谷雨要种田。
立夏点瓜豆，小满不种棉。
芒种收新麦，夏至快犁田。
小暑不算热，大暑是伏天。
立秋种白菜，处暑摘新棉。
白露要打枣，秋分种麦田。
寒露收割罢，霜降把地翻。
立冬起完菜，小雪犁耙开。
大雪天已冷，冬至换长天。
小寒快买办，大寒过新年。
历法是用年、月、日等时间单位计算时间的方法。不同时期，不同地域的人们采用的立法多不相同，按不同立法的侧重点来分，立法大体可分为阳历、阴历和阴阳历三种。阳历亦即太阳历，现时国际通用的公历（格里历）即为太阳历的一种；阴历亦称月亮历，或称太阴历；中国的农历就是阴阳历的一种。
历法中包含的时间元素（单位）除了年、月、日，还有节气、世纪和年代。
按月相周期来排定的历法，叫做太阴历，简称为阴历。阴历定月的依据是月球的运动规律：月球运行的轨道，叫做白道；太阳在地球上的周年视运动轨迹，叫做黄道；白道与黄道以5°9′而斜交，月球绕地球一周，出没于黄道两次，用时二十七日七小时四十三分十一秒半，这是月球公转一周所需的时间，天文学上称为“恒星月”。而当月球环绕地球运动的时候，地球的位置因公转也发生变动，因此，月球从朔到望，实际所需的时间是二十九日十二时四十四分二秒八，这一时间称为“朔望月”，也就是阴历的一个月。现在通常所说的阴历指的是夏历，因与农时密切相关，所以又叫农历，但是夏历有闰月的设置，并不是一种纯粹的阴历。
以太阳视运动为依据而设置的历法，叫做太阳历，简称为阳历。阳历是根据太阳直射点的运行周期而制定的，其平均历年为一个回归年，分为平年和闰年两种，闰年比平年多出一天。通常所说的阳历，即格里历，是现代国际通行的历法，因而又称之为公历。
闰年共有366天，1～12月分别为31天、29天、31天、30天、31天、30天、31天、31天、30天、31天、30天、31天。判定公历闰年遵循的一般规律为：四年一闰，百年不闰，四百年再闰。
闰年是为了弥补因人为历法规定造成的年度天数与地球实际公转周期的时间差而设立的。补上时间差的年份为闰年。
阳历的一年实际上并非刚好是365日，而是有365.242199174日，因此每四年设置一次闰年，这样就将年度的平均时间修正为365.25日。但仍有一定的误差，因此每一百年再减少一个闰年，而每四百年再加上一个闰年，最后修正为365.2425日，这样出现一天时间的误差需要大约3000年，可以说是已经相当精确了。
闰月是每逢闰年所加的一个月。在中国，闰月特指农历每逢闰年增加的一个月。有时，闰月还指闰年中包含闰日的月份（特指公历闰年的二月）。闰月加在某月之后叫“闰某月”。
阴阳历以朔望月的长度（29.5306日）为一个月的平均值，全年12个月，同回归年（365.2422日）相差约10日21时，为了协调回归年与农历年的矛盾，防止农历年月与回归年及四季脱节，故每两到三年闰一个月，五年闰两个月，十九年闰七个月。
一手握成拳头，除拇指外，另外四个指头的关节在靠近手背的地方形成四个凸起和三个凹陷，凸起代表大月，凹陷代表小月。从凸起开始数：1月大，2月平（闰），3月大，4月小，5月大，6月小，7月大；再往回数，8月大，9月小，10月大，11月小，12月大。大月31天，小月30天，平月28天（闰年的二月为29天）。
干是指天干，支是指地支。天干共十个，所以又称为“十干”，顺序为：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；地支共十二个，顺序为：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。其中，甲、丙、戊、庚、壬是阳干，乙、丁、己、辛、癸是阴干；子、寅、辰、午、申、戌是阳支，丑、卯、巳、未、酉、亥是阴支。
在农历中，干支用来编排年号和日期。具体方法为以一个天干和一个地支相配，天干在前，地支在后，天干从甲开始，地支从子开始，阳干对阳支，阴干对阴支（阳干不配阴支，阴干不配阳支），六十年一周期，称为“六十甲子”或“花甲子”。天干表示年、月、日、时的次序，地支用来纪月、纪时。地支纪月就是把冬至所在的月称为子月，以下依次排列；地支纪时就是把一日分为12个时段，分别以十二地支表示，称十二时辰。
古人就是以六十甲子循环来纪年、纪月、纪日、纪时。
地图是人们将地球表面或其他行星表面的地理环境诸要素，按照一定的比例尺缩绘在一定的平面、球面或图像上的图形或图像。地图按内容可以分为普通地图和专题地图；按比例尺可以分为大、中、小比例尺地图；按表现形式可以分为划线地图、影像地图和历史地图等。随着科学技术的发展，人们制作地图的形式已经不仅仅局限在图纸或者一个简单的平面上，人们又发明了网络地图、影像地图、数字地图、电子地图等等。
地图是由地图图形、数学要素和辅助要素等三要素组成的。地图图形主要是指地图上的符号表述系统，它是构成地图的主要因素；数学要素主要包括地图投影、坐标网和比例尺等因素；辅助因素有图例、编图时间和出版单位等。地图上的符号系统、文字注记都科学地反映了自然和社会经济现象的分布特征及其相互关系。
地图对人们认识一个国家或地区具有极大的参考价值，它能够形象地传达出该国家或该地区的一些基本信息，具有很强的实用性。特别是国家基本地形图，它根据国家颁布的统一测量规范、图式和比例尺系列测绘或编绘而成的地形图，是国家经济建设、国防建设和军队作战的基本用图，也是编制其他地图的基础。
世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在陶片上的地图。图上绘有古巴比伦城、底格里斯河和幼发拉底河，该图大约是公元前2500年刻制的，距今已经有4500多年了。
地球仪是地球的模型。地球是一个两极略扁、赤道部分稍微凸起的扁球体，但当人们按照一定的比例将地球缩小制成地球仪的时候，这个差别就已经变得很小了，直观地看上去地球就是一个球体，所以人们在制作地球仪的时候，习惯上都是将它制成一个标准的球体。
在地球仪上，我们能够直观地看到七大洲、四大洋以及每个国家甚至城市的地势、地貌。地球仪在教学中应用非常广泛，它能够清楚地演示地球的自转与公转运动、昼夜长短变化、四季形成等自然现象，以帮助学生更形象地把握所学的地理知识。
在地球仪上，最南端和最北端与地轴相交的交点便是两极。它分别对应地球上的南极和北极。与南极和北极距离相等的圆圈是赤道，赤道把地球平分为南、北两个半球。在地球仪上，与赤道平行的圆圈就是纬线。连接南、北两极并与纬线垂直的是经线。一般在地球仪南端还有一个小图，上面写着地球仪上的图例、高度表以及比例尺，还有图中以数字所代表的政区名。
地轴是人们在研究地球自转时的一条假想轴，因为地球在自转时，地球的南、北两极点是在做原地转动，也就是地球的自转似乎是在绕着一条贯穿于南、北两极的轴转动，除了南、北两个极点外，地球上任何一点的位置都是在绕着这个轴做圆周运动。
地球的两极就是地轴与地面的交会点，又称极点，地球北端的极点叫北极点，南端的极点叫南极点。在两极，地球上所有经线都收拢到了一点，所以南、北两极没有时区的划分，已经失去了时间的标准。
人们通常所说的两极也并不仅仅限于南、北两个极点，而是指南、北两个极圈内的广大区域，也叫做两极地区。北极地区包括极区北冰洋、边缘陆地海岸带及岛屿、北极苔原和最外侧的泰加林带。如果以北极圈作为北极的边界，北极地区的总面积是2100万平方千米，其中陆地部分占800万平方千米。地球的南极总面积约为6500万平方千米。南极大陆是世界上最高的地方，也是世界上最冷的地方。南极到处都被冰雪覆盖，并且南极的冰是流动的。南极是目前唯一一块未被人类破坏的大陆，因此被人们称为“未被开垦的处女地”。
连接南、北两极的圆形弧线叫经线，也叫子午线或南北线。经线指示南北方向，长度都相等。人们像切西瓜那样将地球经南、北两极分成了均匀的360等份，其中每等份的边线就是经线。每个经线圈都经过两极，并把地球分成了基本相等的两个半圆。地理上的东、西半球也是根据经线来划分的。人们通常是以东经160度和西经20度为界将地球分为东、西两半球。
零度经线经过英国格林尼治天文台，又称本初子午线，本初子午线以东是东经1～180度线，以西是西经1～180度线，东经和西经180度经线是同一条线，它与本初子午线正好组成一个大圆圈。
同赤道平行的圆圈叫纬线。纬线是根据垂直于地轴的平面和地球表面相交的圆圈画出来的。纬线圈之间互相平行，在地球表面上经线与纬线都互相垂直。纬线指示东西方向，长度不等，赤道长度最大，越靠近两极，纬线的长度越短，到了南、北两极，纬线圈就缩成了一个点。赤道是南北纬线的起点，定为零度。赤道以北至北极为北纬1～90度线；赤道以南至南极为南纬1～90度线。南、北纬90度就是地理上的南、北极。
经线和纬线组成的网叫经纬网。有了经纬网，人们不仅可以根据经纬度数据很快地找到地球上任何一个地点的地理位置，而且还可以根据该地点的经纬度，测算出该地点与我们的距离，这就为人们进一步探索地球创造了便利。
赤道是南、北半球的分界线，也是地球上的零度纬线。一年当中，赤道有两次太阳直射，所以赤道地区属于热带，终年天气炎热，气温很高。赤道的圆心与地心是重合的，它也是地球上最长的纬线圈，全长4万多千米。
赤道穿过了加蓬、刚果、扎伊尔、乌干达、肯尼亚、索马里、马尔代夫、印度尼西亚、厄瓜多尔、哥伦比亚和巴西等许多国家。在这些国家，人们用不同的标志来表示赤道线。例如，在刚果，人们用许多沿直线排列的小石柱表示赤道线，这些小石柱叫赤道桩。
据说在700多年前，厄瓜多尔首都基多城的市民就知道，基多城附近是太阳一年两次来往于南、北半球所经过的地方，他们称这里为“太阳之路”。后来，科学家证实了这一说法，市民们就在基多市郊外修建了一座赤道纪念碑。纪念碑高10米，碑身四面刻有表示东、南、西、北四个方向的字样。碑顶放着一个石刻地球仪，地球仪中间有一条标志赤道位置的白线，一直延伸到碑底的石阶上，这就是地面的赤道线。
赤道是围绕地球中心的一条假想线，它的南北两侧至南
回归线是太阳分别在南、北半球能够直射到的最远位置，大约在南北纬23.5度，与纬线平行。处于南半球的回归线，称为南回归线、处于北半球的回归线称为北回归线。回归线同赤道和本初子午线一样，也是人们假想的一条线。
因为南、北回归线之间的地区处于太阳能直射到的范围，所以常年酷热高温，人们称为热带。同时南、北回归线又是热带和南、北温带间的分界线。北回归线和北极圈之间的地区为北温带，南回归线和南极圈之间的地区为南温带。温带地区太阳终年斜射，又没有极昼或极夜现象，获得的热量适中。中国大部分地区位于北温带内，属于温带气候。
1985 年以前，地球表面的回归线的唯一标志是我国台湾省嘉义县的“北回归线标”石碑。以后回归线上的各国陆续修建了各种纪念标志。巴西的圣保罗市建立了一座南回归线标志碑，吸引了许多游客。