한글로 표기된 '우주'는 각 언어별로 그 의미가 다르게 해석된다. 'universe'는 지구를 포함한 물질과 에너지에 관한 질서계로 시간 개념이 포함되어있다. 하지만 'cosmos'는 천문학적으로 관측되거나 가정되는 모든 천체와 현상으로 이루어진 물리적 우주로 정의된다. 중국 철학에서는 宇宙(우주)를 천지만물의 총칭으로서 광대무변한 모든 세계를 가리킨다. 이러한 의미로 쓰인 예는 다음과 같다. 시자(尸子)에서 "사방과 상하를 우(宇)라고 하고, 고금 왕래(古今往來)를 주(宙)라고 한다". 우주는 천지를 다르게 부르는 말로도 쓰이는데 장자(莊子) 지북유(知北遊) 편에서는 "밖으로 우주를 볼 수 없고 안으로는 태초(太初)를 알지 못한다"라고 했다. 이는 우주가 문명과 문화에 따라 다르게 인식되어왔다는 것을 의미한다.
우주론과 종교는 고대사회와 발전된 헬레니즘 문명 이전까지 분리되지 않고 신화의 주요부분을 이루었다. 고대 서양의 바빌로니아 신화 '에누마 엘리시'(Enuma Elish)에서는 원시적 무질서 상태의 바다에서 하늘, 수평선 등이 만들어지고 신들의 전쟁에서 패배한 신의 몸속에서 지구를 만들어 낸다고 전해진다. 그리스 신화에서 우주는 혼돈 속의 밤으로, 암흑에서 서서히 땅과 하늘로 변하고 어둠은 사라진다고 전해진다. 이것이 우주의 탄생이고 혼돈 속에서 탄생한 에로스(Eros)는 우주를 통제한다고 믿었다. 이집트에서는 하늘의 여신 누트(Nut)가 활처럼 몸을 구부려 우주를 덮고 밤마다 태양을 삼켰다가 아침에 뱉어 놓는다는 신화가 전해진다. 고대 중국의 신화에서도 알에서 '반고'라는 거인이 태어나자 그 알껍데기가 깨지면서 여러 조각의 파편들이 변해 세상이 만들어졌다고 전해진다. 거인의 죽음과 함께 몸의 각 부위는 태양, 달, 빗물, 초목, 바위 등으로 변한다고 전해진다.
우주에 대한 연구를 하는 천문학의 역사는 기록문명이 시작된 이후로 가장 오래되었는데 이는 오늘날까지 문명의 발전에 큰 기여를 하였다. 인류는 기원전 6500년 경 메소포타미아 문명을 시작으로 원시생활에서 벗어나 다양한 분야에서 지적인 발전을 거듭해 왔다. 천문학 또한 상고시대부터 인류의 문명과 함께 발달해 왔으며 고대의 신화나 점성술에 기원한다. 고대의 인류는 태양과 달, 별, 행성 등의 움직임에서 일정한 규칙을 발견하고 이를 토대로 농사 시기나 숭배하는 신에게 올리는 종교의식의 시기를 정하기 위한 달력을 만들기나 별자리를 그리는 데에 활용하였다. 이러한 고대의 천문학은 피타고라스학파가 구형 지구의 개념을 도입하고 자연법칙의 조화 관계에 의해 천체의 운동이 지배된다고 가정한 BC 6세기, 아리스토텔레스의 지구중심 우주(BC4세기)를 거쳐 큰 변화를 겪게 되었다. 아리스토텔레스의 우주론은 13세기에 이르러 토마스 아퀴나스에 의해 그리스도교 신학으로 채택되었으나 근대에 이르러 해양의 개발에 따라 과학혁명시대(15세기 중엽~17세기)가 열리고 원양항해에 필요한 항해력의 개정이 필요했다. 2세기의 프톨레마이오스로 대표되는 천동설은 항해력에 필요한 기초이론에 부합되지 않음을 증명하며 코페르니쿠스의 태양중심설로 우주 체계가 전개되었다. 갈릴레오 갈릴레이는 망원경 발명으로 태양중심설에 뒷받침되는 근거를 제공하였고 다양한 실험으로 천체역학의 기조를 구축하였다. 이는 뉴턴의 '만유인력의 법칙'의 발견에서 시작되어 그 후 수학자들에 의해 발전되었다.
근대 이후 산업혁명으로 대표되는 기술의 발전은 우주관의 변화는 물론 더 이상 종교적 성격을 찾아볼 수 없다. 이와 대조되는 현상으로 천문학은 다양한 학문의 도움을 필요로 하게 되는데 산업 혁명기에 열역학, 광학의 다양한 법칙들을 비롯하여 전자기의 법칙이 발견되면서 기계론적 자연관이 유기적 자연관으로 전환되었다. 20세기에 이르러 1915년에 발표된 상대성 이론과 제2차 세계대전 후 급격한 발전을 이룩한 전파천문학을 토대로 현재의 천문학 형태가 다져지게 되었고 항성도 우주도 함께 진화하는 과정에 있다는 진화론적 우주관을 만들어 내는 성과를 가져왔다. 인간의 우주 진출의 시작은 새로운 생활터전을 찾기 위함이 아닌 제2차 세계대전 중 원거리에서 적에게 폭격하기 위해 개발한 탄도 비행체인 V-2 로켓이었다. 그 후 현대 과학기술의 발달로 오랜 시간 미지와 동경의 대상이었던 우주 탐사에 성공하였다. 1957년 소련이 지구 저궤도로 발사한 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호가 지구 대기권의 밀도와 전리층에 대한 정보를 가져다 준 것을 시작으로 약 12년 만인 1969년에 미국의 아폴로 11호가 최초로 유인 달 착륙에 성공하여 우주탐사에 비약적인 발전을 가져왔다.