天文單位原始定義是以誰的半長軸長度制定?
地球環繞太陽的橢圓軌道
儒略年是天文學中測量時間的測量單位，定義的數值為365.25天，每天為國際單位的86400秒，總數為31,557,600秒。這個數值是西方社會早期使用儒略曆中年的平均長度，並且是這個單位的名稱。然而，因為儒略年並沒有針對特定的日期，因此儒略年與儒略曆或任何其他的曆都沒有關聯，也與許多其他型式年的定義沒有關聯。儒略年既不是測量上的基本單位，也不是被國際單位制認可的單位。不過，天文學家和其他科學家使用它是為了方便測量長的時段，作為以天表達會笨拙不便的時間單位。因為儒略年是日的累積，使用時也會讓人誤解，也難怪多數人將它當成是年。例如，冥王星的軌道週期是248儒略年，比用90,590日更容易表達。由於這個緣故，國際天文聯合會才會推薦。儒略年是定義距離測量單位光年的基礎。一百個儒略年稱為儒略世紀，一千個儒略年稱為儒略千年。這個單位是用來計算太陽系的曆表。曆元是天文學上特殊的一個明確的瞬間。為了實用的緣故，每50年會選擇一個新的曆元標準。現在的曆元標準是儒略曆元J2000.0。它正確的時刻是TT格里曆2000年1月1日12:00。在名稱裡的J表示在之前或之後的其他曆元也都是儒略年365.25日的間隔。例如，未來的曆元J2100.0的卻時間隔是從J2000.0起間隔36,525日的2100年1月1日。因為儒略年不會與格里曆一年的長度相同，天文學的曆元會與格里曆的日期在數百年後產生分歧。從地球測量的天體位置和事件，會隨著時間變化。因此，當測量或預報天體位置時，都必需配屬和指定適當的曆元。
天文學，是觀察和研究宇宙間天體的學科，它研究天體的分布、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化，也研究一些在地球大氣層外的現象，像是超新星、伽瑪射線暴和宇宙微波背景輻射等，是自然科學中的一門基礎學科。宇宙學和天文學有些相關，而其不同處是將宇宙視為一個整體來研究。天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在於，天文學的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種資訊。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學家努力研究的一個方向。在古代，天文學還與曆法的制定有不可分割的關係。20世紀，天文學領域慢慢分為觀測天文學及理論天文學，觀測天文學主要在利用對天體的觀測來得到資料，然後再用基本的物理學定律加以分析。理論天文學則是發展可以描述天體或天文現象的電腦程式或是解析工具。這二個領域是互補的，理論天文學可以解釋觀測天文學得到的結果，觀測天文學可以驗證理論天文學的論點及模型。業餘天文學家參與了許多重大的天文學發現，而天文學也是少數業餘從事者仍然活躍，而有相當貢獻的學科。業餘天文學家的貢獻主要在發現或是觀測一些暫態的現象。在最近，天文物理學在目前所謂的物理宇宙學的發展上扮演了核心的角色。這個學科專注在宇宙最為巨觀且最早期的面向，一般被理解為由大爆炸起頭，大爆炸指的是空間的膨脹，而到目前為止，宇宙被認為約於137億年前由此膨脹產生。從宇宙劇烈的發生直至它的結束，科學家認為宇宙的整個歷史是一個有秩序的、且在物理定律的支配之下的進程。
天文單位是天文學上的長度單位，曾以地球與太陽的平均距離定義。2012年8月，在中國北京舉行的國際天文學大會第28屆全體會議上，天文學家以無記名投票的方式，把天文單位固定為149,597,870,700公尺。新的天文單位以公尺來定義，而公尺的定義來源於真空中的光速，也就是說，天文單位現在不再與地球與太陽的實際距離掛鈎，而且也不再受時間變化的影響。國際度量衡局建議的縮寫符號是ua，但英語系的國家最常用的仍是au，國際天文聯合會則推薦AU，同時國際標準ISO 31-1也使用AU。通常，大寫字母僅用於使用科學家的名字命名的單位符號，而au或a.u.也可以是原子單位或是任意單位；但是AU被廣泛的地區使用作為天文單位的符號。以1天文單位距離的值為單位的天文常數的值會以符號A標示。天文單位最原始的定義是地球環繞太陽的橢圓軌道半長軸長度。在1976年，國際天文聯合會修正AU的定義使它更為精確，利用高斯重力常數k來定義長度、時間和質量，以其值的0.017 202 098 95作為天文單位的長度。一個等值的定義是一顆質量無限小的顆粒，以徑度量每天0.017 202 098 95的角頻率環繞著太陽公轉，且不受擾動影響的牛頓圓軌道半徑，或是日心重力常數相當於2 AU3/d2的長度。這個數值將隨著太陽質量的改變而改變。2012年8月，天文學家投票通過新的定義，新定義就是一個以米為單位的數值：149,597,870,700公尺。
多數恆星的參數被用國際單位制單位來表示，但是有時也會採用公分-克-秒制單位。質量、光度和半徑通常都會以太陽為單位，建立在太陽的特性上。巨大的長度，像是巨星的半徑或是聯星系統的半長軸，經常會用天文單位—地球和太陽的平均距離來表示，大約是一億五千萬公里或九千三百萬英里。恆星在星際物質擴散區域內密度較高的地區形成，但是那兒的密度仍然低於我們在真空室內所能創造的密度。這樣的地區是所謂的分子雲，其中絕大部分是氫，大約23至28%的氦，還有幾個%的重元素組成。獵戶座大星雲就是恆星形成區的一個例子。當大質量的恆星在分子雲內形成，它們不僅將照亮那團雲氣，也會使氫電離，創造出電離氫區。