到二十世纪三十年代为止，所有的天文观测都是用光学手段进行的。1930年的时候，德国的玻·施密特（B.Schmidt，1879～1935）发明折反射望远镜。因为射电望远镜的发明和运用，使得天文学进入了黄金发展时期。在此后的时间里，射电天文和空间天文的手段相继出现，开展了对天体的无线电和天体的红外、紫外、X射现和γ射线的观测。
射电天文学对什么独到之处呢?射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。所以射电观测能深入到光学方法看不到的地方。银河系空间星际尘埃遮蔽的广阔世界，只是在射电天文诞生以后才第一次为人们所认识。此外，某些产生非热辐射的天体，虽然不发出可见光，但往往发出强烈的射电辐射，因此用射电探测方法能探测到某些光学波段完全无法发现的天文现象。可以说，射电天文不仅是光学天文的补充，而且开辟了天文学科中一个崭新的分支。射电天文学诞生于20世纪30年代，半个多世纪来，发展十分神速。20世纪60年代四大天文发现——类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射，被称为“四大发现”，都是用射电天文手段获得的。当前，射电观测手段无论在灵敏度和空间分辨率方面，还是在成像技术方面，其水平都不亚于地面光学手段，在天文领域的各个层次中都作出了重要贡献，开辟了新的研究领域。
应用射电天文手段观测到的天体，往往与天文世界中能量的进发有关：规模最“小”的如太阳上的局部爆发、一些特殊恒星的爆发，较大的如晚期恒星的爆炸，更大的如星系核的爆发等等，都有强烈的射电反应。而在宇宙中能量进发员剧烈的天体，包括射电星系和类星体，每秒钟发出的无线电能量估计可达太阳全部辐射的一千亿倍乃至百万亿倍以上。高能量的河外射电天体，即使处在非常遥远的地方，也可以用现代的射电望远镜观测到。这使得射电天文学探索到的宇宙空间达到过去难以企及的深处。
20世纪另一大亮点就是宇宙大爆炸论。1932年，梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子“中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说，英文说法为BigBang，也称为大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞生于20世纪20年代，在40年代得到补充和发展，但一直寂寂无闻。直到50年代，人们才开始广泛注意这个理论。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀
20世纪科学的智慧和毅力在霍金（stephen hawking，1942～）的身上得到了集中的体现。他提出了宇宙演化图景作
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