Ngày đêm thay đổi, bốn mùa tuần hoàn, con người sống trong giới tự nhiên trước tiên cần phải tiếp xúc với các hiện tượng thiên văn. Ánh nắng sáng rực, ánh trăng dịu dàng, ánh sao lấp lánh, nhật thực tráng lệ… Chúng đều đặt ra cho con người chúng ta vô số những nghi hoặc, Trái đất mà chúng ta sinh sống như thế nào đây? Nó chiếm vị trí gì trong vũ trụ? Mặt trời làm sao lại phát ra những tia sáng và nắng rực? Nó có ảnh hưởng gì đối với cuộc sống của con người chúng ta? Trong không gian buổi tối ánh sao lấp lánh là vì sao vậy? Ngoài Trái đất của chúng ta ra, trên những tinh cầu khác có cuộc sống không? Sao chổi và tiểu hành tinh có sự va chạm với Trái đất ư? Những vấn đề này yêu cầu con người cần phải nỗ lực tiêu tốn bao nhiêu là công sức để tìm tòi là nghiên cứu. Quá trình hình thành và phát triển của thiên văn học chính là quá trình con người dần tim hiểu về giới tự nhiên.
Người xưa khi làm những việc trồng trọt chăn nuôi, để tránh nhầm mùa thì cần phải hiểu được những hiện tượng thiên nhiên để tận dụng chúng vào việc xác định mùa. Những người ngư dân và hàng hải tận dụng những ngôi sao trên biển cả mênh mông để xác định được phương hướng tiến về phía trước của mình, tận dụng ánh trăng để phán đoán được lúc thuỷ triều lên xuống…
Công tác thiên văn ngày nay càng có sự phát triển mới vượt bậc. Các loại lịch biểu mà đài thiên văn tạo ra, không chỉ ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của con người, mà nó càng không thể tách rời được các ban ngành như: Đo lường Trái đất, hàng hải, hàng không và nghiên cứu khoa học.
Trong cuộc sống không thể tách rời được thời gian, khoa học cận đại càng cần thiết ghi chép thời gian rõ ràng, đài thiên văn chịu trách nhiệm xác nhận giờ chuẩn và cung cấp công tác dịch vụ.
Các loại thiên thể là một loại phòng nghiên cứu lí tưởng, ở đó có những điều kiện vật lý mà trên mặt đất ngày nay không có được. Như về chất lượng Mặt trời to gấp mấy mươi lần so với các ngôi sao, nhiệt độ mấy trăm triệu, áp suất cao hơn gấp mấy trăm lần, và một centimet khối thì vượt qua mấy trăm tấn vật chất. Con người thường nhận được rất nhiều sự gợi mở từ thiên văn, sau đó tận dụng hơn nữa. Lật lại những ghi chép trong lịch sử có thể thấy rằng: từ trong quy luật quay lại của hành tinh mà rút ra được quy luật vạn vật hấp dẫn; quan sát được vạch quang phổ của Hêli trên Mặt trời, mới tìm ra được nguyên tố Hêli trên Trái đất; từ tính toán năng lượng vụ nổ của ngôi sao mới, phát hiện nguồn năng lượng mà con người vẫn chưa hiểu rõ…
Mối quan hệ giữa sự phát triển của ngành thiên văn học và các ngành khoa học khác cũng là rất mật thiết. Trước thế kỷ XIX, sự phát triển của các ngành thiên văn học, số học và cơ học có mối quan hệ mật thiết với nhau; cho đến ngày nay, sau khi khoa học phát triển cao độ, thiên văn học càng thâm nhập sâu sắc vào các khoa học khác. Chúng ta đều biết, sau khi Anhxtanh tuyên bố thuyết tương đối, chính là tận dụng kết quả quan sát thiên văn dành cho lí luận này sự ủng hộ mạnh mẽ; sự phát hiện quan trọng của thiên văn học đã nêu ra một vấn đề mới cho các ngành khoa học như: vật lý cao năng, cơ học lượng tử, vũ trụ học, hoá học, khởi nguồn của sự sống…
Thiên văn học đã cho chúng ta biết được những bí mật của giới tự nhiên. Mấy nghìn năm trở lại đây, con người đã có một số nhận thức sai lầm về một số mặt như tính chất của Trái đất, vị trí của Trái đất trong vũ trụ và kết cấu của vũ trụ. Giả sử không có thiên văn học, những nhận thức sai lầm này nhất định sẽ vẫn còn tiếp diễn. Nhà thiên văn học người Ba Lan là Copecnic đã từng phá vỡ sự trói buộc của tôn giáo hàng mấy nghìn năm, đã nêu ra thuyết Trái đất quay quanh Mặt trời, đã làm cho nhận thức của con người về vũ trụ có bước tiến lớn. Ngày nay học sinh tiểu học cũng đều biết “Trái đất hình cầu là một chân lí”.
Trong thời đại con người dùng máy bay để bay lên bầu trời, thiên văn học tập trung tất cả những tinh hoa nhận thức của con người đối với tự nhiên. Nếu như một người thành công vĩ đại mà lại không biết một chút gì về thiên văn học ngày nay, thì người đó không thể còn là người đã được dạy dỗ. Chính vì lý do như vậy, nhiều quốc gia trên thế giới đã liệt thiên văn học thành một môn học bắt buộc đối với học sinh trong các trường phổ thông tại nước mình.
Trên đây chúng tôi chỉ giới thiệu sơ lược về sự phát triển và ứng dụng của thiên văn học trên vài phương diện. Do đó có thể thấy, sự phát triển của thiên văn học có tác dụng thúc đẩy nền khoa học ngày nay, là một môn khoa học quan trọng để con người có thể nhận thức tự nhiên, cải tạo tự nhiên.