В наївній формі космологічні уявлення зародилися в далекій давнині в результаті спроб людини усвідомити своє місце у всесвіті. Ці уявлення є характерною складовою частиною різних міфів і вірувань. Більш суворим логічним вимогам задовольняли космологічні уявлення античних філософів шкіл Демокріта, Піфагора, Аристотеля (5-4 ст. До н. Е.). Вплив Аристотеля на космологію зберігалося протягом майже двох тисячоліть. Перша математична модель Всесвіту, заснована на всій сукупності даних астрономічних спостережень, представлена в «Альмагест» (2 ст. Н. Е.); ця геоцентрична система світу пояснювала всі відомі в ту епоху астрономічні явища і панувала близько півтора тис. років. За цей час не було зроблено практично ніяких астрономічних відкриттів, але стиль мислення істотно змінився. Запропонована Н. Коперником (16 ст.) Геліоцентрична система світу, незважаючи на протидію християнського догматизму, отримувала все більш широке визнання, особливо після того як Г. Галілей, застосувавши для астрономічних спостережень телескоп, вперше (1-я половина 17 ст.) Виявив факти, які важко було поєднати з геоцентричної системою. Ще до цього Дж. Бруно, відповідно до вчення Коперника, зробив філософський висновок про нескінченність Всесвіту і відсутності в ній будь-якого центру; цей висновок дуже вплинув на весь наступний розвиток космології засноване на вченні Коперника революція в космології стала вихідним пунктом революції в астрономії та природознавства в цілому. Закон всесвітнього тяжіння (І. Ньютон, +1685), в самій назві якого підкреслена його космологічна універсальність, дав можливість розглядати Всесвіт як систему мас, взаємодії і руху яких управляються цим єдиним законом. Однак при застосуванні ньютоновой фізики до нескінченної системи мас виявилися т. Н. космологічні парадокси.
Виникнення сучасної космологія пов'язано зі створенням релятивістської теорія тяжіння (А. Ейнштейн, 1916) і зародженням позагалактичної астрономії (20-і рр.). На першому етапі розвитку релятивістської космології головна увага приділялася геометрії Всесвіту (кривизна простору-часу і можлива замкнутість простору). Початок другого етапу можна було б датувати роботами А. А. Фрідмана (1922-24), в яких було показано, що викривлене простір не може бути стаціонарним, що воно повинно розширюватися або стискатися; але ці принципово нові результати отримали визнання лише після відкриття закону червоного зсуву (Е. Хаббл, 1929). На перший план тепер виступили проблеми механіки Всесвіту і її «віку» (тривалості розширення). Третій етап починається моделями «гарячої» Всесвіту (Г. Гамов, 2-я половина 40-х рр.). Основна увага тепер переноситься на фізику Всесвіту - стан речовини і фізичні процеси, що йдуть на різних стадіях розширення Всесвіту, включаючи найбільш ранні стадії, коли стан було дуже незвичайним. Поряд з законом тяжіння в космології набувають більшого значення закони термодинаміки, дані ядерної фізики і фізики елементарних частинок. Виникає релятивістська астрофізика, яка заповнює існуючу прогалину між космологією і астрофізикою.