முற்காலத்தில் வானியல் என்பது, வெறும் கண்ணால் பார்க்கக்கூடிய விண் பொருட்களின் இயக்கங்களைக் கூர்ந்து நோக்குவதையும், அவற்றின் இயக்கங்களை முன்கூட்டியே கூறுவதையும் உள்ளடக்கியிருந்தது. சில இடங்களில் பண்டைய பண்பாட்டினர், பாரிய கற்கள் போன்றவற்றை ஒழுங்குபடுத்தி உருவாக்கிய அமைப்புக்கள் வானியல் நோக்கங்களைக் கொண்டிருந்ததாகக் கருதப்படுகின்றது. "ஸ்டோன்ஹெஞ்ச்" இத்தகைய அமைப்புக்களுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஆகும். இத்தகைய அமைப்புக்களின் சடங்கு ரீதியான பயன்பாடுகளுக்குப் புறம்பாகப் பருவ காலங்களை அறிந்து கொள்ளவும், கால அளவுகள் பற்றி அறிந்து கொள்ளவும் பயன்பட்டிருக்கக்கூடும் என கருதப்படுகிறது.

தொலைநோக்கிகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு முன்னர் வானியல் ஆய்வுகளை மேற்கொள்வோர், உயர்ந்த கட்டிடங்களில் அல்லது வேறு உயர்ந்த இடங்களில் நின்று வெறும் கண்களாலேயே உற்று நோக்கித் தகவல்களைச் சேகரிப்பர். நாகரிகங்கள் வளர்ச்சியடைந்தபோது, சிறப்பாக, மெசொப்பொத்தேமியா, கிரீஸ், எகிப்து, பாரசீகம், மாயா, இந்தியா, சீனா ஆகிய இடங்களிலும், இஸ்லாமிய உலகிலும், வானியல் அவதானிப்பகங்கள் நிறுவப்பட்டிருந்ததுடன், அண்டத்தின் இயல்புகள் பற்றிய எண்ணக்கருக்கள் உருவாகத் தொடங்கியிருந்தன. பெரும்பாலும் பழைய வானியல், கோள்கள் மற்றும் விண்மீன்களின் நிலைகளைப் படங்களில் குறிப்பதையே உள்ளடக்கியிருந்தது; இது தற்காலத்தில் வானளவையியல் (astrometry) என்றழைக்கப்படுகிறது. இவ்வாறான அவதானிப்புகள் மூலம் கோள்களின் இயக்கங்கள் பற்றிய எண்ணக்கருக்கள் உருவாக்கப்பட்டன; மேலும், அண்டத்திலுள்ள சூரியன், சந்திரன், புவி மற்றும் பிற கோள்கள் ஆகியவற்றின் இயல்புகள் பற்றி மெய்யியல் அடிப்படையில் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. புவியானது மையத்தில் இருக்க, சூரியன், சந்திரன், கோள்கள், விண்மீன்கள் என்பன புவியைச் சுற்றிவருவதாக அக்காலத்தில் நம்பப்பட்டது. இது அண்டத்தின் புவிமைய மாதிரி எனப்படும்; தொலெமியின் கருத்துகளை மையமாகக் கொண்ட "தொலெமியின் மாதிரி" என்றும் கூறப்படும்.

தொடக்க காலகட்டங்களில் நிகழ்ந்த மிகமுக்கியமான முன்னேற்றம், கணித மற்றும் அறிவியல் முறைகளில் வானியலை அணுகுவதன் தோற்றமாகும். இத்தகைய செயல்பாடு முதன்முதலில் பாபிலோனியர்களால் முன்னெடுக்கப்பட்டது; அதைப் பின்பற்றி மற்ற பல நாகரிகங்களிலும் வானியல் ஆய்வுகள் செய்யப்பட்டன. சந்திர கிரகணங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட சுழற்சி முறையில் நிகழ்வதைப் பாபிலோனியர்கள் கண்டறிந்தனர்; இது சாரோசு சுழற்சி எனப்படும்.
சில குறிப்பிடத்தக்க வானியல் கண்டுபிடிப்புக்கள், தொலைநோக்கிகள் பயன்பாட்டுக்கு வர முன்னரே நிகழ்த்தப்பட்டன. எடுத்துக் காட்டாகச் சூரியப் பாதையின் சரிவு, கிமு 1000 ஆண்டுக் காலத்திலேயே சீனரால் கணக்கிடப்பட்டு இருந்தது. சந்திர கிரகணங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட ஒழுங்கில் திரும்பத் திரும்ப நடைபெறுவதைக் கால்டியர் அறிந்து இருந்தனர். கிமு இரண்டாம் நூற்றாண்டில் சந்திரனின் அளவையும், பூமியில் இருந்து அதன் தூரத்தையும் ஹிப்பார்க்கஸ் மதிப்பீடு செய்திருந்தார்.

மத்திய காலத்தில், ஐரோப்பாவில், நோக்கு வானியல் பெரும்பாலும் தேக்கநிலையை அடைந்திருந்தது. இது 13 ஆம் நூற்றாண்டு வரையாவது நீடித்தது. எனினும் இது இஸ்லாமிய உலகிலும் உலகின் பிற பகுதிகளிலும் செழித்திருந்தது. இவ்வறிவியலுக்குக் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்புச் செய்த இரு அராபிய வானியலாளர்கள் அல்-பத்தானியும், தெபிட் என்பவருமாவர்.

வானியலின் பிரிவுகள்
ரேடியோ-வானியல்
சூரிய வானியல்
வரலாறு