O astrônomo italiano Geminiano Montanari informou ter observado variações na luminosidade da estrela Algol em 1667. Edmond Halley publicou as primeiras medições do movimento próprio
de um par de estrelas "fixas" próximas, demonstrando que elas haviam
trocado de posições desde a época dos antigos astrônomos gregos Ptolomeu e Hiparco. A primeira medição direta da distância de uma estrela (61 Cygni, a 11,4 anos-luz) foi feita em 1838 por Friedrich Wilhelm Bessel, usando a técnica de paralaxe. As medições por paralaxe demonstraram a enorme separação entre as estrelas no espaço. William Herschel
foi o primeiro astrônomo a tentar determinar a distribuição das
estrelas no céu. Durante a década de 1870, ele realizou uma série de
medições em 600 direções e contou as estrelas observadas em cada linha
de visão. A partir daí ele deduziu que o número de estrelas aumentava de
forma constante em direção a um dos lados do céu, onde estava o núcleo
da Via Láctea. Seu filho John Herschel repetiu este estudo no hemisfério sul e encontrou um crescimento similar na mesma direção.
Além de várias outras realizações, William Herschel também é conhecido
por sua descoberta de que algumas estrelas não apenas se colocam sobre
uma mesma linha de visão, mas são também companheiras físicas que formam
sistemas estelares binários.
