İbn Haldun’un “Bu bilim geometri yöntemlerine başvurarak, gökyüzündeki yıldızlarla gezegenlerin bulundukları yer ve konum itibariyle sergiledikleri gözlenebilir hareketleri tespit eder ve inceler” diye tanımladığı astronomi bilimi, İslam tarihinde gökküresi bilimi anlamına gelen “ilm-i felek” terimiyle anılagelmiştir. Erken dönemlerden itibaren astrolojiyle astronominin farkına dikkat çekilmesi, doğal olaylardan seçilen birtakım işaretler ve spekülasyonlar karşısında bilimsel hesaplama yoluna güvenildiğini göstermesi açısından önemlidir. Ayrıca gökteki hareketlerin kaynağı ve gökcisimlerin niteliklerine dair çalışmalar astronomi bilimi sınırları dışında tutulmuş, bunlar tabiat felsefesi altında incelenmiştir.
İslam öncesi dönemde; gök, gökcisimleri, yıldızlar, güneş ve ay bilimden çok şiirin ve diğer edebi türlerin konusuydu. Yıldızlar ve iklim arasındaki ilişkiye dair bilgilerin toplanıldığı enva ilmi, meteorolojik bilgilerin bile içinde bulunduğu Arap şiirlerinin çoğunda kullanılmış, hatta bu konuda zengin bir literatür de ortaya çıkmıştı. Halkın göğe duyduğu bu tutku, bazı yıldızlara (Sirius, Jüpiter, Merkür, Ay, Güneş) yönelen tapma dürtüsüyle de alevlenmiş, bazı kabileler için kültürün ayrılmaz bir parçası haline gelmişti. Aydan 26, güneşten 32 defa bahseden ve Sirius’un rabbinin de Allah olduğunu ifade eden Kur’an indikten ve fetihler yabancı kaynaklara ulaşma imkanı sağladıktan sonra İslam astronomi tarihinde yeni ufuklar açıldı. Brahmagupta’nın 770 yılında yazacağı Sanskritçe astronomi eserinin Arapçaya çevrilmesine kadar geçen dönemde, gelecekteki gelişmeyi sağlayacak olan terminolojik zenginleşme dışında gerçek bir astronomi biliminin başladığı söylenemez. Bu eserin çevrilmesi ise bir dizi yeniliği beraberinde getirdi. İslami günlerin ay takvimine göre hesaplanması için kullanılacak cetvellerin düzenlenmesiyle ilgili temel bilgi ve yöntemlerin ana hatları verilmiş, Hint yazmalarından trigonometrinin ilk kavramları öğrenilmiş, o dönemin en önemli eserleri birer birer çevrilmeye başlanmıştı. Kısaca tercümeler dönemi diyebileceğimiz bu devir, gözleme verilen önemin artması, bunun için gerekli aletlerdeki gelişim, gökteki hareketlerin sağlam modellendirilmesi ve bunun getirdiği matematiksel yöntemlerle kapanmış, İslam bilginleri astronomi bilime özgün katkılar yapmaya başlamıştır. Harizmi, Belhi, Sabit b. Kurre ve İbn Tufeyl gibi astronomlar Peurbach, Copernicus ve Kepler’e kadar uzanacak bir dizi yeniliğin mimarı olmuşlardır.
Endülüs’ün hristiyanlarca işgal edilmesinden sonra birtakım gelişmeler yaşansa da astronomi bilimi yok olmaya yüz tutmuştu. Bu dönemden sonra alandaki en önemli atılım 15. yüzyılda Semerkant’ta yaşandı. Timurlular’ın bu eğiliminin altında kendisi de alim olan ve alimleri koruyan Uluğ Bey’in büyük bir astronomi bilgini olması yatıyordu. Dönemin en dikkat çekici şahsiyeti ise Ali Kuşçu oldu. Kuşçu lakabını babasının Uluğ Bey’in doğancıbaşısı olmasından alan Alaeddin Ali, eğitimini bizzat Uluğ Bey ve Maveraünnehir’de yaşayan Kadızade-i Rumi’den aldı. İlme karşı duyduğu büyük hevesle ünlenen Ali Kuşçu, kısa zamanda büyük eserleri inceleyerek, dünyanın yüzölçümünü ve meridyenleri hesap edecek bilgiye ulaştı. Verdiği dersleri ilim adamlarının dahi takip edeceği bu bilgin, asıl etkisini ise İstanbul’da yaşadığı dönemde gösterdi. Uluğ Bey öldükten sonra hac maksadıyla çıktığı yolda Tebriz’e uğramış, Akkoyunlu Hükümdarı Uzun Hasan’dan gördüğü büyük ilgi sonucu burada kalmaya karar vermişti. Elçilik görevi sebebiyle Fatih Sultan Mehmed’in huzuruna gönderildiğinde, Osmanlı padişahı Ali Kuşçu’nun ilmine hayran olmuş, büyük ısrarlar üzerine İstanbul’a yerleşmesine ikna etmişti. Fatih, 1473’de bu büyük bilgini Ayasofya Medresesi’ne müderris olarak atamış, bu sayede İstanbul’daki astronomi ve matematik çalışmalarında büyük bir canlılık yaşanmıştır. Fatih Camii’nde bir güneş saati olan ve İstanbul’un enlemini ve boylamını o zamana kadar yanlış hesaplanmış şeklinden kurtaran Ali Kuşçu, Mirim Çelebi ve Molla Lutfi gibi değerli talebeler yetiştirmiş, 15 Aralık 1474’de İstanbul’da vefat etmiştir.