位置天文学の発展の歴史を概観すると以下のようになっている。
古代、時刻は日時計で測られていた。位置天文学は自然科学の最古の分野の一つである。位置天文学の歴史は古代ギリシアのヒッパルコスまで遡ることができる。彼は夜空に見える恒星を観測し、最初の星表を編纂した。またその過程で星の明るさを表す等級の仕組みを定めた。この等級は基本的な考え方を変えることなく現代でも使われている。天球上の天体間の角度を計測するためにアストロラーベが発明され、位置天文学の問題を解くために球面幾何学が発展した(球面天文学)。
さらに、六分儀の発明によって、天球上の角度の計測精度が飛躍的に向上した。
近代の位置天文学はベッセルによって創始された。ベッセルは Fundamenta astronomiae (『天文学原論』) という書物を出版し、この中でブラッドリーが1750年から1762年までの間に観測した3,222個の恒星に対して平均位置を与えた(地球の年周運動によって、恒星の視位置が微妙に変動するため)。