Vũ trụ là tất cả những gì tồn tại: toàn bộ không gian, thời gian, vật chất và năng lượng. Nó bắt đầu khoảng 13,8 tỷ năm trước trong trạng thái nóng và đặc, và đã liên tục giãn nở và nguội đi kể từ đó. Nó chứa hàng tỷ thiên hà, mỗi thiên hà có hàng tỷ ngôi sao, và có thể vô số hành tinh. Kích thước của nó chưa được biết, nhưng vũ trụ quan sát được có đường kính khoảng 93 tỷ năm ánh sáng.

Vũ trụ không tĩnh lặng. Nó đang giãn nở, và sự giãn nở này đang tăng tốc. Các thiên hà đang di chuyển ra xa nhau, và không gian giữa chúng đang bị kéo giãn. Số phận cuối cùng của vũ trụ phụ thuộc vào năng lượng tối, chiếm khoảng 68% tổng năng lượng của nó. Nếu năng lượng tối không đổi, vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi, trở nên lạnh hơn và trống rỗng hơn. Nếu nó thay đổi, kết quả có thể sẽ khác.

Vũ trụ cũng đang tiến hóa. Nó bắt đầu như một hỗn hợp gần như đồng nhất gồm các hạt và bức xạ. Những biến động nhỏ về mật độ đã phát triển dưới tác động của trọng lực, hình thành nên các thiên hà, cụm thiên hà và siêu cụm thiên hà. Những ngôi sao đầu tiên bùng cháy vài trăm triệu năm sau Vụ nổ lớn. Những thiên hà đầu tiên hình thành ngay sau đó. Vũ trụ đã không ngừng thay đổi kể từ đó.

Chúng ta là một phần của vũ trụ, chứ không tách biệt khỏi nó. Các nguyên tử trong cơ thể chúng ta được hình thành trong các vì sao. Không gian mà chúng ta sinh sống đang giãn nở cùng với mọi thứ khác. Nghiên cứu vũ trụ, theo một nghĩa nào đó, chính là vũ trụ đang tự nghiên cứu chính nó.