Pallotähtitiede on tähtitieteen vanhin muoto, tähtien ja kosmoksen tutkimus. Se koskee niitä maan ulkopuolisia kappaleita, joita voidaan tarkkailla maan pinnalta. Näitä ovat tähtikuviot ja muut tutut yötaivaan kohteet, kuten Pohjantähti. Pallotähtitieteessä yötaivasta nähdään kuvitteellisena rakenteena, jota kutsutaan taivaanpalloksi, joka kiertää maata. Kaikki tähdet, planeetat ja tähtikuviot voidaan kuvata niiden sijainnin perusteella taivaanpallolla.
Suurimman osan ihmiskunnan historiasta kosmoksesta tiedettiin vain se, mitä voitiin havaita taivaalla. Jopa primitiiviset kulttuurit ymmärsivät pian, että jotkut maan ulkopuoliset kappaleet pysyivät paikallaan, kun taas toiset, mukaan lukien aurinko ja kuu, vaihtoivat sijaintiaan vuodenajasta riippuen. Tähtitiede oli tärkeä monien muinaisten sivilisaatioiden uskonnolle ja kulttuurille. Rakenteet, kuten Stonehenge ja Egyptin ja Keski-Amerikan pyramidit, asetettiin linjaan tähtitieteellisten kuvioiden kanssa. Kauan ennen kompassin keksimistä merimiehet käyttivät tähtiä navigointiin.
Kaikki nämä olivat pallotähtitieteen varhaisia sovelluksia. Tähtitieteilijät perustivat laskelmansa noin 3,000 1600:een tähteen ja planeettakappaleeseen, jotka näkyvät paljaalla silmällä mihin tahansa yön aikaan. Tieteen edistyessä hitaasti keskiajalla, jotkut tähtitieteilijät havaitsivat löytämättömät kuut ja planeetat tarkkailemalla näkyvien kiertoradan vaihteluja. Teleskoopin täydellisyys XNUMX-luvulla mahdollisti monien näiden kappaleiden havaitsemisen ensimmäistä kertaa. Se tarjosi myös löytöjä, jotka järkyttivät vakiintunutta tiedettä ja uskontoa, kuten Galileon havainto, että Maa kiertää aurinkoa eikä päinvastoin.
Jopa kaukoputken tulon jälkeen kaikki uudet mittaukset perustuivat pallotähtitieteen mittauksiin. Tämä johtuu siitä, että havaintoja piti vielä tehdä maan pinnalta. Vasta 20-luvulla tähtitieteilijät ymmärsivät, että kaikki tähdet ja tähtikuviot liikkuvat maailmankaikkeuden laajentuessa. Ne, jotka näyttävät paikallaan, liikkuvat vain hyvin hitaasti. Vaikka se oli perustunut tähtitieteellisiin havaintoihin, tämä uusi näkemys maailmankaikkeudesta pakotti tähtitieteen muuttamaan radikaalisti tähtikarttansa.
Nykyään kiertävät teleskoopit, avaruusluotaimet ja radioteleskoopit tarjoavat paljon täydellisemmän kuvan maailmankaikkeudesta kuin mitä voidaan havaita Maan pinnalta. Universumin ääripäässä olevia esineitä on havaittu sekä auringon ulkopuolisia planeettoja ja järjestelmiä, joita olisi mahdoton nähdä Maan ilmakehän sisältä. Siitä huolimatta pallomainen tähtitiede elää ja voi hyvin. Sitä käytetään aina, kun tähtitieteilijä etsii yötaivasta kaukoputkella. Tuloksena saadut mittaukset perustuvat taivaanpalloon, aivan kuten ne ovat olleet vuosisatoja.