Dinámica de las esferas celestes
Si bien Nicolás Copérnico (1473–1543) transformó la astronomía ptolemaica y la cosmología aristotélica al remover la Tierra del centro del universo, conservó tanto el modelo tradicional de las esferas celestes como las explicaciones aristotélicas medievales de las causas de su movimiento. Copérnico afirmaba, como Aristóteles, que el movimiento circular era natural para la forma de una esfera; sin embargo, parece también haber aceptado la creencia filosófica tradicional de que las esferas se mueven por un motor externo.
Astrometría
La historia de la astrometría está vinculada a la historia de los catálogos de estrellas, que daban a los astrónomos puntos de referencia de los objetos en el cielo para poder seguir sus movimientos. Esto puede remontarse a Hiparco de Nicea, que alrededor del año 190 a.C. utilizó el catálogo de sus predecesores Timocares de Alejandría y Aristilo para descubrir la precesión de la Tierra. Al hacerlo, también desarrolló la escala de brillo todavía en uso hoy en día. Hiparco compiló un catálogo con al menos 850 estrellas y sus posiciones. Su sucesor, Claudio Ptolomeo, incluyó un catálogo de 1.022 estrellas en su obra "Almagesto", dando su ubicación, coordenadas y brillo.