1．543年哥白尼《天體運行論》一書的出版，標誌著近代天文學的開端。清代刊行的《西洋新法曆書》以第穀天文學說為基礎，同時也介紹了托勒密、哥白尼、開普勒、伽利略及古西臘和中世紀的一些重要的天文學家。但是，當時哥白尼的學說是作為錯誤的理論加以介紹的，直至18世紀中葉，傳教士蔣友仁才肯定哥白尼學說。總的說來，明末和清代的中國學者學習、研究的西方天文學主要是第穀體係。
中國學者真正了解近代天文學，是在1859年李善蘭與英人偉烈亞力合譯《談天》以後。 《談天》原名《天文學綱要》 (Outlines 0f Astronomy)，是英國天文學家JF赫歇耳的一本通俗名著，全書不僅對太陽係的結構和運動有比較詳細的敘述，而且介紹了有關恒星係統的一些內容。
但是，天文學的發展需要精密的儀器和昂貴的設備。這些基本的物質條件，非一般學者個人所能置備。而作為皇家官僚機構的欽天監，其自的是為皇家的統治服務，並非科學研究。所以，當天學在王權和政治運作中變得無關緊要之後，一方麵，它不再成為皇家禁臠，另一方麵，官方也無意引進新技術。望遠鏡在明末已傳人中國，但清代所製的眾多天文儀器，無一裝備望遠鏡，因為這些儀器本質上更像中國古代傳統的“禮器”，而不是被作為科學儀器。
最早在中國建立近代天文機構的是帝國主義列強。1873年，法國天主教會在上海建立徐家匯天文台，開展天文、氣象和地球物理等綜合性觀測和研究工作，同時為各國海運和中外商界提供氣象和時間等服務。1900年建立佘山天文台，配置了當時亞洲最大的40厘米折射望遠鏡，開展星團、星雲、雙星、新星、太陽和彗星等的觀測研究工作。1894年，日本侵占台灣，在台北建立測侯所。1900年德國在青島設立氣象天測所，1911年改名為青島觀象台。第一次世界大戰時被日本占領，1922年，隨著青島主權的回歸，被北洋政府接管。二戰時又被日本侵占，1945年為國民政府接管。青島觀象台先後從事過實用天文、方位天文、編曆、太陽、小行星、星團、恒星、星雲、宇宙構造等觀測和研究工作。
191 1年辛亥革命後，中國於1912年采用世界通用的公曆，但保持了傳統特色，以中華民國紀年。當時的北洋政府將欽天監更名為中央觀象台，其工作隻是編日曆和《觀象歲書》(即天文年曆)。紫金山天文台建成後，中央觀象台改為天文陳列館。
1919年“五四運動”以後，隨著科學和民主思潮的發展，中國天文學界開始活躍起來。1922年10月30日，中國天文學會在北京正式成立，隨後創立《中國天文學會會報》。1924年中國政府接管了青島氣象天測所，改名為青島觀象台。1926年廣州中山大學數學係擴充為數學天文係，於1929年建立天文台，1947年成立天文係。
1927年4月蔣介石在南京另立“國民政府”，成立“時政委員會”以編製、頒布國民曆。1927年7月，成立觀象台籌備委員會。1928年成立天文研究所，首任所長高魯選擇紫金山作為天文台台址。先後建成子午儀、赤道儀、變星儀等天文觀測儀器。1934年紫金山天文台正式建成。抗日戰爭開始後，於1938年遷往昆明，在鳳凰山建立觀測站。根據1936年天文研究所的章程規定，其工作主要有下列各項：觀測天體方位，以從事理論天文學研究；觀測天體形態、光度、光譜，以從事天體物理學之研究；編曆授時{測量經緯度及子午線；編撰天文學圖書；答複政府及社會對於天文問題之谘詢。
上述天文機構積極參與國際聯合觀測，同時進行資料交換。嚴格說來，青島觀象台和徐家匯、餘山天文台的工作都不能歸人中國天文學之列，隻有紫金山天文台是第一個真正由中國人獨立創建起來的天文台。應特別指出的是，中國近代天文學事業的發展，與留學歸國人員的努力是分不開的。如高魯、秦汾、朱文鑫、餘青鬆、王士魁、李珩、吳大猷、沈睿、周培源、張雲、張鈺哲、程茂蘭、潘璞、戴文賽、趙講義、趙卻民等。他們引進西方現代天文學，使天文徹底洗脫了在中國古代被賦予的官方性、政治性和神秘性，成為現代科學體係中的一門分支學科；建立起中國自己的天文研究機構，為中國現代天文事業的進一步發展奠定了基礎；在大學設立天文係等天文教育機構，開展天文教育工作，使中國天文學事業後繼有人；創辦天文學學術刊物和普及性刊物，建立學術團體，擴大了中國天文學的群眾基礎和社會影響；在國內、外學術刊物上發表研究論文，提高了中國天文學在國際上的地位。
中華人民共和國成立後，中國科學院接管了原有的各天文機構，進行了調整和充實：將佘山天文台和徐家匯天文台先劃歸紫金山天文台領導，後合並為獨立的上海天文台；將昆明鳳凰山觀測站劃歸紫金山天文台領導。1958年開始，在北京建立了以天體物理研究為主的綜合性天文台一一北京天文台。1966年起，建立了以時間頻率及其應用研究為主的陝西天文台；1975年起，把昆明鳳凰山觀測站擴建成大型綜合性的雲南天文台。1958年在南京建立了南京天文儀器廠。
在天文教育方麵，1952年廣州中山大學的天文係和濟南齊魯大學天算係(成立於1880年)中的天文部分集中到南京，成為南京大學天文係。1960年北京師範大學設天文係。同年北京大學地球物理係設天體物理專業。
1957年1月，中國科學院成立中國自然科學史研究室(1973年擴大為自然科學史研究所)，內設天文史組，專門研究中國天文學遺產。
1957年建成北京天文館，在普及天文知識方麵起著重要作用。
為了繁榮和推進天文科學，中國天文學會於1953年開始出版了《天文學報》。北京天文館於1958年創刊《天文愛好者》月刊，大力傳播天文科學知識。
至1978年，中國從無到有地建立了射電天文學、理論天體物理學和高能天體物理學以及空間天文學等學科，填補了天文年曆編算、天文儀器製造等空白，組織起自己的時間服務係統、緯度和極移服務係統(見國際時間局、國際緯度服務、國際極移服務)，在諸如世界時測定、光電等高儀製造、人造衛星軌道計算、恒星和太陽的觀測與理論、某些理論和高能天體物理學的課題以及天文學史的研究等方麵取得不少重要的成果。
在改革開放的新形勢下，中國天文學突飛猛進。天文台、站的建設與裝備，天文研究，天文教育，天文普及方麵都出現了前所未有的嶄新的麵貌。
我國的天文機構，在80年代初即已形成五台(紫金山天文台、上海天文台、北京天文台、雲南天文台、陝西天文台)，一廠(南京天文儀器廠)，三係(南京大學天文係、北京師範大學天文係、北京大學地球物理係天文專業)，三室(中國科技大學天體物理研究室、高能物理研究所高能天體物理研究室、自然科學史研究所數學天文學史研究室)，四站(武昌時辰站、烏魯木齊天文站、長春人造衛星觀測站、廣州人造衛星觀測站)和一館(北京天文館)。
過去20年來，這些機構的裝備上有飛速的發展。北京天文台1984年建成了由28麵9米天線組成的米波綜合孔徑射電望遠鏡，1986年建成了太陽磁場望遠鏡，1988年建成了1．26米紅外望遠鏡，1989年安裝了我國最大的光學望遠鏡——2．16米望遠鏡；1987年上海天文台建成了1．56米天體測量望遠鏡和天線口徑為25米的甚長基線幹涉儀站；1990年紫金山天文台在青海德令哈安裝了13．7米口徑的毫米波望遠鏡。1994年烏魯木齊天文站建成天線口徑為25米的甚長基線幹涉儀站。這些望遠鏡都裝備有先進的輻射探測器和終端設備，自適應光學、光幹涉、光導纖維等新技術開始應用於天文觀測。這一係列觀測設備的建成使我國天文觀測能力發生了根本的變化。這些設備是我國自行研製的，它們的研製成功，也標誌著我國天文儀器研製能力的飛躍。其中，太陽磁場望遠鏡已達到世界領先水平，2．16米望遠鏡的建成使我國擁有了遠東最大的光學望遠鏡。目前正在進行的國家重點工程——LAMOST，建成後，將使我國在多目標光譜觀測方麵擠身國際先進行列。
這些重要設備分別劃人北京天文台、上海天文台、雲南天文台聯合組建的光學開放實驗室和紫金山天文台、上海天文台、北京天文台聯合組建的射電天文開放實驗室，對國內外開放。
在天文刊物出版方麵，先後於1981和1983年創辦《天體物理學報》和《天文學進展》。
我國的天文研究取得了許多重要成果。在天體測量研究方麵，1986年陝西天文台建成了高精度長波授時台。地球自轉參數測定實現了由經典儀器向人衛激光測距儀和甚長基線幹涉儀等現代化儀器的過度。星表研究成為我國天體測量的一項有特色的研究，既滿足了國內大地測量的要求，又為FK5作出了貢獻。地球自轉研究同地球動力學結合起來，發展成為天文地球動力學。
在天體力學研究方麵，突出發展了人造衛星動力學和小行星運動研究。一方麵組織人造衛星觀測任務，一方麵發展精密定軌和軌道改進技術和理論，兩方麵都取得了新進展。發現並已獲永久編號的小行星100多顆。
在太**理研究方麵，在21周和22周太陽活動峰年期間組織了多次聯合觀測，組織和參與了“日不落”連續太陽磁場國際合作觀測，取得了大批有價值的耀斑資料。發現了毫秒級射電爆發許多特征，增長了對太陽活動規律的認識，成功地進行了太陽活動預報。此外，還成功地組織了多次日食觀測，取得了大量寶貴資料。
在恒星物理研究方麵，發現了許多耀斑、共生星、行星狀星雲、超新星和一些有趣的恒星活動現象。在恒星對流和中子星類別方麵提出了有特色的理論，在激烈活動天體的研究中，做了許多有意義的工作。在星係和宇宙學方麵，發展了搜索類星體候選天體的技術，成功地發現了大量類星體候選天體。在觀測宇宙學方麵完成了許多有價值的工作。
進一步密切與國際天文界的聯係，加強了國際合作。1982年來，國際天文聯合會(IAu)每屆大會中國天文學家都組團參加，葉叔華院士當選為20屆、21屆IAu執委會副主席，20餘人擔任各專業委員會委員，有三人擔任專業委員會主席。在我國舉辦了一係列重要國際學術會議。各天文台積極組織或參與了多次國際聯合觀測，成為國際合作中不可或缺的夥伴。1989年，建立了世界數據中心中國中心天文學科中心。