Необходимость ориентации в пространстве и во времени способствовала появлению астрометрии.
Так как первоначально на небе удавалось производить лишь угловые измерения, астрометристы древности изобрели различные угломерные инструменты. Время в ту пору измерялось с помощью солнечных, водяных и песочных часов. Несмотря на примитивность всей этой техники, удалось составить первые звездные каталоги, приближенно оценить размеры Земли и масштабы ее космических окрестностей. При этом видимые движения небесных светил и их особенности были изучены с предельной для человеческого глаза точностью.
После изобретения телескопа оптика с большим успехом стала применяться и в астрометрии. Быстро росла точность угловых измерений, появились высокоточные механические часы и хронометры. Все это позволило не только представить себе масштабы Солнечной системы, но и в первой половине XIX в. найти расстояние до ближайших звезд. Астрометрия стала насущно необходимой для картографии, мореплавания, службы времени.
Во второй половине текущего века к решению астрометрических проблем была привлечена радиотехника. Радиометоды астрономических измерений уже давно превзошли то, что способна дать оптика. Создание высокоточных звездных каталогов, которые необходимы при любых астрометрических измерениях,- одна из ближайших задач астрометрии. Современные атомные часы оказались настолько точными, что с их помощью удалось подметить даже неравномерность вращения Земли.
Максимально возможное увеличение точности измерения углов и времени остается вечной проблемой астрометрии.