Astronomia sferică este cea mai veche formă de astronomie, studiul stelelor și al cosmosului. Este preocupat de acele corpuri extraterestre care pot fi observate de la suprafața Pământului. Acestea includ constelațiile și alte obiecte familiare ale cerului nopții, cum ar fi Steaua Polară. În astronomia sferică, cerul nopții este privit ca o structură imaginară numită sfera cerească care înconjoară Pământul. Toate stelele, planetele și constelațiile pot fi descrise prin pozițiile lor pe sfera cerească.
Pentru cea mai mare parte a istoriei omenirii, tot ceea ce s-a cunoscut despre cosmos a fost ceea ce putea fi observat pe cer. Chiar și culturile primitive și-au dat seama curând că unele corpuri extraterestre au rămas staționare, în timp ce altele, inclusiv soarele și luna, și-au schimbat poziția în funcție de perioada anului. Astronomia a fost importantă pentru religia și cultura multor civilizații antice. Structuri precum Stonehenge și piramidele din Egipt și America Centrală au fost poziționate pentru a se alinia modelelor astronomice. Cu mult înainte de inventarea busolei, marinarii foloseau stelele pentru navigație.
Toate acestea au fost aplicații timpurii ale astronomiei sferice. Astronomii și-au bazat calculele pe cele aproximativ 3,000 de stele și corpuri planetare care sunt vizibile cu ochiul liber la orice oră dată din noapte. Pe măsură ce știința a avansat încet în Evul Mediu, unii astronomi au detectat luni și planete nedescoperite observând fluctuațiile pe orbitele celor vizibile. Perfecțiunea telescopului în anii 1600 a permis ca multe dintre aceste corpuri să fie observate pentru prima dată. De asemenea, a oferit descoperiri care au fost șocante pentru știința și religia consacrată, cum ar fi observația lui Galileo că Pământul orbitează în jurul Soarelui și nu invers.
Chiar și după apariția telescopului, toate măsurătorile noi s-au bazat pe cele ale astronomiei sferice. Acest lucru se datorează faptului că mai trebuiau făcute observații de la suprafața Pământului. Abia în secolul al XX-lea, astronomii au înțeles că toate stelele și constelațiile se mișcă pe măsură ce universul se extinde. Cei care par staționari se mișcă doar foarte încet. Deși sa bazat pe observații astronomice, această nouă viziune asupra universului a forțat astronomia să-și modifice radical harta stelară.
În zilele noastre, telescoapele în orbită, sondele spațiale și radiotelescoapele oferă o imagine mult mai completă a universului decât poate fi observată de la suprafața Pământului. Au fost observate obiecte de la capătul îndepărtat al universului, precum și planete și sisteme extrasolare care ar fi imposibil de văzut din interiorul atmosferei Pământului. Cu toate acestea, astronomia sferică este vie și bine. Este folosit de fiecare dată când un astronom caută cerul nopții cu un telescop. Măsurătorile rezultate se bazează pe sfera cerească, așa cum au fost de secole.