浩瀚的宇宙究竟如何產生又在如何變化的呢？從人類誕生以來就不斷的在思考這一問題。
在古代歐洲，人們由於缺乏足夠的觀測數據，以及本著以人為本的觀念，自然而然的認為宇宙是一個有限的球體，分為天地兩層，地球位於宇宙中心，所以日月圍繞地球運行，物體總是落向地麵。《聖經》裏說地球之外有9個等距天層，由裏到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原動力天，此外空無一物。各個天層自己不會動，上帝推動了恒星天層，恒星天層才帶動了所有的天層運動。這就是地心說，地心說在歐洲一直長期盛行於世，直到後來哥白尼的日心說逐漸取代了地心說。
哥白尼的日心說認為太陽屹立在宇宙的中心，行星圍繞著太陽運行。離太陽最近的是水星，其次是金星，再次是地球。月亮繞著地球運行，是地球的衛星。比地球離太陽遠的行星，依次是火星、木星和土星。行星離太陽越遠，運行的軌道就越大，周期就越長。在行星的軌道外麵，是布滿恒星的恒星天。
在古代中國，關於天地的結構也有著類似的說法，比較著名的是相繼出現過的三大模型，即蓋天模型、渾天模型和宣夜模型。蓋天模型把天地的結構設想為一把附著有眾天體的左旋大傘籠罩著一個倒扣的靜止的大盤子。渾天模型把天看作一個附著有眾天體的球殼繞極軸左旋，關於靜止在天球中央的地之形狀則有地平和地圓兩種觀點。關於天體的運動，這兩種模型一致認為恒星隨天一起左旋，而對於日、月以及金、木、水、火、土五星，則有左旋和右旋之爭。宣夜模型拋棄了傘笠或球殼的固體天假設，主張眾天體自然漂浮在充滿氣體的虛空之中。明代哲學家黃道周（1582———1646）為說明歲差還提出過一種地動宇宙模型，在恒星天球內地球和日月五星繞共同的宇宙中心運轉，地球的公轉周期為23376年。
曆史發展到今天，由於實驗和觀測技術的不斷發展，人類對於宇宙的認識也在不斷的變化。在20世紀30年代誕生了目前關於宇宙如何形成的最有影響的學說——宇宙大爆炸理論。大爆炸理論的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裏，宇宙體係並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體係達到平衡。宇宙間隻有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體係在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麼發生衰變，要麼與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後，早期形成化學元素的過程結束（見元素合成理論）。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恒星體係，成為我們今天看到的宇宙。
宇宙大爆炸理論隻是一個假設，它可以解釋許多宇宙現象，有許多證據，例如紅位移、哈勃定律、氫與氦的豐存度、微量元素的豐存度、3K的宇宙背景輻射、背景輻射的微量不均勻等都可以用宇宙大爆炸理論來解釋，但它並不是一個完美的理論，因為按照宇宙大爆炸的理論來說宇宙的膨脹速度應該不斷降低，但據實際觀察，宇宙的膨脹速度在加快。愛因斯坦為了解釋這一現象，提出了暗物質的說法。