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“因为太一是普遍地点，太一是广阔无垠的空间，即我们可以自由地称其为虚空。在空间或虚空中，存在数不胜数、无限的星球，正如我们生活和生长的这个星球。我们称这样的空间是无限的，因为没有理由、适应性、可能性、感觉和本性来限定它。在空间中存在无限个同我们世界相似的世界。”
——乔达诺·布鲁诺
《论无限、宇宙和诸世界》
也许是因为我们遥远的祖先比我们现在透过污染的大气所能看到的星星更多，促使他们想去研究头顶苍穹并为其绘制星图。现存最早的一些考古遗迹在那个时候似乎已被用来跟踪太阳和月亮的运动轨迹，或用于对准特定的天体。人类最早的文字记录也提供了当时人们跟踪行星轨迹、绘制星图的证据。
地图和星图的发展分别遵循了两个不同的方向。地图最开始描绘的是非常局部的区域，囊括了人步行、骑行或是驾船所能到达的疆域。在文明进步的同时，随着探索的范围不断拓展，地图所描绘的区域也在不断扩大。星图的发展则遵循了相反的方向。无论任何夜晚，星空总是全部展现在人们眼前，但如月亮、行星这样的天体的细节则只能随着望远镜的发展，以及其后的太空项目才逐渐得以显现。星图也在不断地变大、变复杂。当我们改进了光学望远镜，研发出可以采用不同手段探测各种类型电磁辐射的科学仪器之后，更多的天体才从黑暗中显现出来。
正如为地面绘制的地图可以反映社会、政治、科学以及哲学在不同时期的地位一样，为天空所绘制的地图也体现了不同的信仰和心智模型。天文事件以及观测记录可以追溯至数千年前，但这些流传至今的记录大都缺乏理论性的宇宙观。最早对宇宙接近科学描述的理论是2500年前由古希腊人留传下来的。古希腊人最先以哲学而非神秘主义或者宗教为基础描绘了宇宙的模型。他们的观点包括了宇宙的无限性、存在着其他的世界、以太阳为中心的太阳系体系以及与之相反的观点，即以地球为宇宙中心的世界体系。
这幅被称为“迦苏尔之星”的壁画被发现于约旦峡谷的一处废屋当中，已有6000年的历史（这里的是计算机增强后的图像）。
这块在马耳他塔尔卡迪神庙发现的不完整的石灰岩石板，有可能是5000-6000年前绘制的星图。在这幅星图上，天空被星星和新月分成了五部分。
这些模型中的最后一个最终获胜，得到了公元前4世纪的哲学家亚里士多德的支持，并由公元2世纪的埃及天文学家托勒密发展出了对应的数学模型。该模型由古典世界传播至北非的阿拉伯领土并最终传回到欧洲，一直到16世纪都从未受到质疑。天主教教会一直拥护地心说这一宇宙模型。该模型与上帝创造了永恒、完美的天地并让它为人类提供便利这一信条相符。但不幸的是，这个模型是错误的。
1543年，波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼发表了以太阳为太阳系中心的新模型，天文学发生了意识形态的巨大转变。这一转变使得宇宙不再是由上帝维持秩序的整齐有限的空间，而有机会向无限的空间发展出去。宇宙的地图必须被重新绘制——尽管日心说被大多数天文学家（以及教会）所接受至少还需要两个世纪。
空间望远镜不受地球大气的影响，并且可以比地球上的设备收集到更多来自宇宙深处的光。
1609年，也就是哥白尼去世之后的几十年，望远镜的诞生带来了第二次革命性的变化。人们立刻就有了惊奇的发现，行星不再是光点，其圆盘形状可以被分辨出来——尽管恒星仍然是光点。月球有着粗糙不完美的表面。有些行星还有自己的卫星。银河系也被揭示为令人惊奇的由无数恒星所组成的光带。随着天文学家设备的观测能力越来越强，它们可以记录下行星以及月球表面的特征，并且可以为以前从未能看到的恒星绘图，为宇宙绘制地图的机会也就越来越多。
望远镜在不断地被改进，将越来越广阔的宇宙展现在我们面前。在大约200年前的19世纪，科学家们发现来自太阳（以及后面发现的其他恒星）的光存在光谱“指纹”，这些指纹能够用于揭示发光天体的化学成分以及温度。从此光谱学成为天文学的一个重要工具。20世纪，天文学家的工具箱里又增加了射电望远镜和其他类型的望远镜以及探测器。20世纪下半叶，宇宙航行又使我们迈进了一步。现在，太空望远镜、人造卫星以及行星登陆车能够为太阳系的行星以及卫星绘制精细的地图，而这对于近代早期的天文学家而言是无法想象的。
尽管随着技术的进步，为宇宙绘制地图越来越简单，我们的祖先也并不缺乏助其成事的工具。在古代中国、印度，中东，以及后来的欧洲，都建有专门用来观测、记录以及测量天体位置和运行轨迹的天文台。这些天文台均配备了观测工具，并供养了专业的天文学家为当权者提供制定历法的重要信息、预测天文事件以及观察天体的运行。
16世纪君士坦丁堡的天文学家塔奇丁所在的天文台里，天文学家使用着各种天文仪器。
早期的天文仪器主要包括浑天仪、象限仪以及六分仪。
浑天仪被阿拉伯以及中世纪的天文学家用来测量天体在黄道（太阳在天空中所走的路径）坐标系中的位置。它由中间的一个表征地球的球体以及用于表征如黄道、天赤道、子午圈等重要曲线的一系列环形结构组成。在使用时，根据观测者的纬度将与浑仪
相连的子午圈垂直于地平线并对准南极-北极的方向。浑仪的方向则通过观测太阳或已知赤经（即天体在黄道上的位置）的天体确定。再将窥管对准其他天体后，这些天体的坐标便可以从相应的环上读出。古代的中国、希腊均各自独立发展出了早期的浑天仪，阿拉伯天文学家则在后来对其进行了大幅的改进。
象限仪和六分仪就像是量角器的一部分。象限仪包含了圆的四分之一，六分仪则包含了圆的六分之一。在使用的时候，通过其上附带的窥横或狭缝测量天体的仰角。这两种仪器既可以制作得小巧便于手持，也可以大到需要专门放置于天文台的对应建筑当中。
得益于上述的这些仪器以及后来出现的望远镜，天文学家才能为我们的银河系中众多的恒星绘制地图。
16世纪，土耳其的天文学家们正在使用大型浑天仪。
时至今日，我们觉得为宇宙测绘这件事是天文学家的工作，而将天文事件与人们的日常生活联系在一起是占星术士的专长。但在过去，这两者之间并没有特别明显的区别。在很早以前的中国，天文学家为天体测绘的目的是为了发现不寻常的天文事件；假如他们运气足够好的话，还可以预测这些事件。这些事件被认为对人间之事有举足轻重的影响，会是灾祸或变革的预兆。即便在文艺复兴晚期的欧洲，天文学与占星术之间也存在密切的关联。一些伟大的天文学家同时也在为当时的统治者占星，并阐释天宫图。尽管现在我们将占星术列为迷信之术，但在过去，它对天文学的发展实有助益，为天文学家改进观测手段、提高其对宇宙的测绘能力起到了促进作用。
如今，天文学家的视野已经从银河系内的恒星拓展至银河系外的其他星系，并能一窥宇宙的浩瀚。天文测绘面临新的挑战，从寻找系外行星（太阳系外的行星）到探索宇宙的宏观结构。在太阳系内，我们已经对其他行星及其卫星的表面特征展开测绘工作。谷歌地球也已拓展了相应的内容，将火星和月球一并纳入。即使如此，需要为其绘制地图的世界仍然很多。就像15世纪的制图师发现地球上还有比他们想象的多得多的陆地和海洋一样，我们在为宇宙绘图的同时也在不断发现更多的陆地和空间。
荷兰天文学家第谷·布拉赫是最后一位仅用裸眼进行观测的伟大的天文学家。这幅象限仪壁画绘制于他建在汶岛上的天文台乌兰尼堡。在图中的拱窗后面，我们可以看到一架小型的六分仪和一台浑天仪。