علم الفلك در میان مسلمانان با بسیاری از شعائر دینی آن‌ها ارتباط داشت، بنابراین نیاز به مطالعۀ آن برای تعیین اوقات نماز براساس موقعیت جغرافیایی و فصل‌های سال، هم‌چنین تعیین جهت قبله، پیگیری حرکت ماه برای شروع روزه، حج و مسائل دیگر احساس می‌شد.
آیات قرآنی بسیاری وجود دارد که به فضا و کائنات پیرامون انسان و تمام ویژگی‌های آن توجه دارند و مسلمانان را به تأمل در آسمان‌ها و زمین دعوت می‌کنند؛ از جمله این آیات، آیه‌ای است که می‌فرماید: «وَآيَةٌ لَهُمْ اللَّيْلُ نَسْلَخُ مِنْهُ النَّهَارَ فَإِذَا هُمْ مُظْلِمُونَ ﴿۳۷﴾ وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَهَا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمِ ﴿۳۸﴾ وَالْقَمَرَ قَدَّرْنَاهُ مَنَازِلَ حَتَّى عَادَ كَالْعُرْجُونِ الْقَدِيمِ ﴿۳۹﴾ لَا الشَّمْسُ يَنْبَغِي لَهَا أَنْ تُدْرِكَ الْقَمَرَ وَلَا اللَّيْلُ سَابِقُ النَّهَارِ وَكُلٌّ فِي فَلَكٍ يَسْبَحُونَ﴿۴۰﴾»[1]؛ «و (نشانۀ ديگری بر قدرت خدا، اين است كه) خورشيد به‌سوی قرارگاه خود در حركت است. اين، محاسبه و اندازه‌گيری و تعيين خدای بس چيره و توانا و آگاه و دانا است. برای ماه نيز منزل‌گاه‌هائی تعيين كرده‌ايم كه (پس از طی‌كردن آن‌ها) به صورت ته‌مانده كهنه (خوشۀ خرما بر درخت) در می‌آيد (قوسی شكل و زرد رنگ). نه خورشيد را سزد (در مدار خود سريع‌تر شود و) به (مدار) ماه رسد، و نه شب را سزد كه بر روز پيشی گيرد (و مانع پيدايش آن شود). هر يك در مداری شناورند. (و مسير خود را بدون كم‌ترين تغيير ادامه می‌دهند.)»
و در آیۀ دیگری می‌فرماید: «هُوَ الَّذِي جَعَلَ الشَّمْسَ ضِيَاءً وَالْقَمَرَ نُورًا وَقَدَّرَهُ مَنَازِلَ لِتَعْلَمُوا عَدَدَ السِّنِينَ وَالْحِسَابَ مَا خَلَقَ اللَّهُ ذَلِكَ إِلَّا بِالْحَقِّ يُفَصِّلُ الآيَاتِ لِقَوْمٍ يَعْلَمُونَ ﴿۵﴾ إِنَّ فِي اخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَمَا خَلَقَ اللَّهُ فِي السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ لَآيَاتٍ لِقَوْمٍ يَتَّقُونَ﴿۶﴾»[2]؛ «خدا است كه خورشيد را درخشان و ماه را تابان گردانده است، و براي ماه منازلی معيّن كرده است تا شمارۀ سال‌ها و حساب (كارها) را بدانيد. خداوند (آن‌همه عجائب و غرائب آفرينش و چرخش و گردش مهر و ماه را سرسری و از بهر بازيگری پديد نياورده است و بلكه) آن را جز به حكمت نيافريده است. خداوند آيات (قرآن و نشانه‌های جهان) را برای آنان كه می‌فهمند و درك می‌كنند شرح و بسط می‌دهد.»
قرآن کریم حتی فراتر از این می‌رود و نام برخی از ستارگان و سیارات را نیز می‌آورد، مانند: «وَالسَّمَاءِ وَالطَّارِقِ ﴿۱﴾ وَمَا أَدْرَاكَ مَا الطَّارِقُ ﴿۲﴾ النَّجْمُ الثَّاقِبُ﴿۳﴾»[3]؛ « سوگند به آسمان و به ستارگانی كه شبانگاهان پديدار می‌آيند! تو چه می‌دانی كه ستارگانی كه شبانگاهان پديدار می‌گردند چه هستند؟! ستارگان درخشانی هستند كه (با نور خود دل تاريكی‌ها را می‌شكافند و) سوراخ می‌كنند.»
و هم‌چنین می‌فرماید: «وَأَنَّهُ هُوَ رَبُّ الشَّعْرَى»؛ «و اين كه او است خداوندگار ستاره شِعری.»
علاوه بر این، قرآن کریم حقایق علمی را مطرح کرده است که هیچ‌کس نمی‌تواند آن‌ها را درک کند یا حتی تلاش کند که آن‌ها را توضیح دهد، مگر این‌که علم گسترده‌ای در علم فیزیک و نجوم داشته باشد؛ و این موضوع باعث شد تا دانشمندان مسلمان توجه ویژه‌ای به این علم داشته باشند.
در آغاز توسعۀ علم الفلك، مسلمانان با آثار علمی تمدن‌های پیشین در این زمینه آشنا شدند؛ بنابراین ابتدا کتاب‌های نجومی که توسط یونانیان، کلدانی‌ها، سریانی‌ها، فارس‌ها و هندی‌ها نوشته شده بود، ترجمه کردند. اولین کتابی که دانشمندان مسلمان ترجمه کردند، کتاب «مفاتیح النجوم» بود که به «هرمس حکیم» نسبت داده می‌شود و آن را از یونانی به عربی ترجمه کردند. این ترجمه در اواخر دوران خلافت اموی صورت گرفت. از دیگر کتاب‌های مهم نجومی که از یونانی به عربی ترجمه شد، کتاب «المجسطی» بطلمیوس در علم نجوم و حرکات ستارگان بود که در دوران عباسیان انجام شد.[4]
در دوران عباسیان، سه نفر به نام‌های پسران «موسی بن شاكر» در علم الفلك مشهور شدند. «موسی بن شاكر» یک منجم بود که در دربار خلافت مأمون خدمت می‌کرد و پس از مرگ او، مأمون به مراقبت از فرزندانش پرداخت و آن‌ها را به منجم «یحیی‌بن ابی‌منصور» سپرد. در همین مدت، الخوارزمی در خانۀ حکمت بغداد، اشتباهات بطلمیوس را اصلاح می‌کرد. زمانی‌که فرزندان موسی بن شاكر بزرگ شدند، محمد‌بن‌موسی‌بن‌شاكر در علم نجوم به شهرت رسید و مأمون برای منجمان خود خانه‌ای در بالاترین منطقۀ بغداد، نزدیک به درب الشمّاسیه، فراهم کرد تا رصدهای دقیق علمی انجام دهند و اندازه‌گیری‌های تحسین‌برانگیزی را مقایسه کنند که با دیگر اندازه‌گیری‌ها در «جندیسابور» و رصدهای انجام شده بعد از سه سال در کوه «قاسیون» نزدیک دمشق مقایسه می‌شد. این منجمان در کنار هم مشغول به تدوین جداول نجومی دقیق «مأمونی» بودند که به اصلاح جداول قدیمی بطلمیوس پرداخته و آن‌ها را بررسی می‌کردند.[5]
مأمون گروهی از منجمان را به سرپرستی محمدبن‌موسی‌بن شاكر مأمور کرد تا اجرام آسمانی را رصد کنند و نتایج این رصدها را ثبت نمایند. هدف آن‌ها تأیید مشاهدات بطلمیوس و مطالعه در مورد خورشید بود. آن‌ها زمین‌کروی را به‌عنوان پایه‌ای برای اندازه‌گیری درجه‌های زمین انتخاب کرده و محل قرارگیری خورشید را از «تدمر» و «سنجار» هم‌زمان رصد کردند. این رصد به آن‌ها اجازه داد تا درجه را با دقت ۵۶ مایل و دو سوم مایل تخمین بزنند که این مقدار حدود نیم مایل بیشتر از تخمین‌های کنونی ما است. از این نتایج، آن‌ها محیط زمین را حدود بیست هزار مایل تخمین زدند. این منجمان هیچ چیزی را بدون اثبات از طریق تجربیات علمی نمی‌پذیرفتند و تحقیقات خود را بر مبنای اصول علمی خالص انجام می‌دادند.[6]
دستاورد واقعی این بود که تمدن اسلامی بعد از حفظ علم ملت‌های پیشین و اصلاح اشتباهات آن، علم را از یک حوزه نظری به دنیای تجربی تبدیل کرد و آن را از خرافات و جادوهایی که در زمان جاهلیت و ظهور علم نجوم در ملل گذشته وجود داشت، پاک کرد. چرا که شریعت اسلامی علم نجوم را رد کرده و آن را مخالف عقیده اسلامی دانسته بود.
یکی از مهم‌ترین تأکیدات بر این امر، تعداد زیاد رصدخانه‌های عظیم و مجهز به ابزارهای متنوع و علمای متخصصی است که در سراسر دنیای اسلامی تأسیس شده بودند. به غیر از رصدخانه‌هایی که مأمون در کوه قاسیون در دمشق و در الشمّاسیه در بغداد تأسیس کرد، بعد از آن رصدخانه‌های دیگری در نقاط مختلف جهان اسلامی تأسیس شد. پسران موسی‌بن شاكر رصدخانه‌ای در بغداد احداث کردند که در آن، محاسبه عرض جغرافیایی بزرگ انجام شد. رصدخانه «مراغه» در سرزمین فارس که توسط نصیرالدین طوسی ساخته شد، از بزرگ‌ترین و مشهورترین رصدخانه‌ها بود که به دلیل ابزار دقیق و تخصص منجمانش شهرت یافت.
رصدهای این رصدخانه‌ها به دقت شهرت داشتند و بسیاری از دانشمندان اروپایی در دوران رنسانس و پس از آن از نتایج آن در تحقیقات نجومی خود بهره بردند. به‌علاوه، رصدخانه‌های دیگری نیز وجود داشتند، مانند: رصدخانه «ابن شاطر» در شام، «رصدخانه دینوری» در اصفهان، رصدخانه «اولغ‌بیک» در سمرقند و بسیاری دیگر.[7]
دانشمندان مسلمان در این رصدخانه‌ها از ابزارها و دستگاه‌های دقیق و با دقتی بسیار بالا برای شناسایی پدیده‌های نجومی استفاده می‌کردند. بسیاری از این ابزارها اختراعات مسلمانان بودند که پیش از آن‌ها شناخته نشده بودند، مانند: دستگاه‌های «رشته‌ای»، دستگاه‌های «دایره‌ای»، ابزار «ربع المجيب»، «ربع مقنطر»، دستگاه‌های «دو شاخه»، دستگاه‌های «اندازه‌گیری سمت» و «ارتفاع»، و «حلقه‌های اعتدالی» و انواع مختلف ساعت‌های آفتابی و ابزارهای مشخص‌کننده برای اندازه‌گیری زمان.[8]
هم‌چنین مسلمانان از ابزارهایی که از تمدن‌های پیشین به ارث برده بودند، استفاده می‌کردند، مانند «اسطرلاب» که نام یونانی خود را حفظ کرد. مسلمانان آن را توسعه داده و نمونه‌های مختلفی از آن تولید کردند که با کشفیات نجومی آن‌ها تطابق داشت. آن‌ها اسطرلاب‌های کروی و هم‌چنین اسطرلاب‌های قایقی اختراع کردند. هنوز هم بسیاری از موزه‌های علمی نمونه‌هایی از این اسطرلاب‌ها را نگهداری می‌کنند که در اندازه‌گیری ارتفاع سیارات استفاده می‌شدند.[9]
