Svemir se odnosi na svaki prostor i vrijeme kao i na njihov sadržaj. Ovo uključuje sve galaksije, zvijezde, planete i svaki oblik energije i materije. Prostorna veličina svemira nije poznata, ali svemir koji se može promatrati može se izmjeriti.
Najranije znanstvene modele svemira donijeli su indijski filozofi i stari Grci koji su Zemlju postavili u središte svemira. Specifičnija astronomska promatranja tijekom stoljeća pomogla su Nikoli Koperniku u razvoju heliocentričnog modela koji Sunce postavlja u središte Sunčevog sustava. U zakonu razvoja univerzalne gravitacije Sir Isaaca Newtona koristio je Kopernikov rad i opažanja Johannesa i Tycho Brahea u njihovom radu o zakonima gibanja planeta.
Poboljšanje promatranja rezultiralo je saznanjem da je Sunce samo jedna od stotina milijardi zvijezda Mliječne staze. Mliječna staza samo je jedna od stotinjak milijardi galaksija prisutnih u svemiru. Kaže se da veliki broj zvijezda u našoj galaksiji ima planete. Postoji ujednačena distribucija galaksija u najvećoj skali. Ova raspodjela je također slična u svim smjerovima, što, dakle, znači da svemir nema središte ili rub. Galaksije su raspoređene u superjata ili skupove u manjim razmjerima. Oni zatim dovode do stvaranja golemih filamenata kao i praznina u prostoru, stvarajući tako veliku strukturu koja je nalik pjeni. Daljnja istraživanja su pokazala da je postojao početak svemira, ali se njegov prostor od tada neprestano širi. Ova otkrića sugeriraju da se svemir do sada još uvijek širi sve većom brzinom.
Teorija Velikog praska je kozmološki opis koji prevladava u razvoju svemira. Prema ovoj teoriji, vjeruje se da su se prostor i vrijeme razvili zajedno prije oko 13,79 milijardi godina s fiksnom količinom materije i energije koje sada imaju smanjenu gustoću zbog širenja svemira. Tamna tvar se skupljala postupno što je dovelo do stvaranja strukture koja je nalik na pjenu i koja se sastoji od šupljina i vlakana koji su rezultat sile gravitacije. Gigantski oblaci vodika i helija tada su povučeni prema najgušćem dijelu tamne tvari što je dovelo do formiranja prvih zvijezda, galaksija i svega onoga što vidimo danas. Ovi objekti su sada vidljivi iako su udaljeni preko 13,79 milijardi svjetlosnih godina zbog činjenice da je došlo do širenja prostora i da se širi sve do danas.
Proučavanje kretanja galaksija dovelo je do otkrića da u svemiru postoji nešto više od samo vidljivih objekata poput međuzvjezdanog plina, maglica, galaksija i zvijezda. Ova materija koja je nevidljiva naziva se tamnom materijom. Tamno se koristi za postojanje širokog raspona koji sadrži jake neizravne dokaze o njegovom postojanju, ali to još nije utvrđeno.
