فاصله زمین تا خورشید که بر حسب واحد طول زمینی بیان می شود، تقریباً برابر با 150000000 کیلومتر است. در تعیین فواصل نجومی بزرگ، چنین رکوردی کاملاً راحت نیست زیرا فاصله بین بقیه سیارات و اجرام منظومه شمسی باید با اعداد چند رقمی بیان شود.
واحد نجومی که در طول تاریخ توسعه یافته است، واحد اندازه گیری فاصله در نجوم - علم کیهان است. عمدتاً برای تعیین فاصله بین اجرام مختلف در منظومه شمسی استفاده می شود، اما از ارزش آن در مطالعه منظومه های فراخورشیدی نیز استفاده می شود. در قرن هفدهم، ستاره شناسان این ایده منطقی را داشتند که از فاصله جداکننده خورشید و زمین به عنوان واحد تعیین کننده در نجوم استفاده کنند. از آن زمان تاکنون پذیرفته شده است که 1 واحد نجومی برابر با 149.6 میلیون کیلومتر است.
در فرآیند شکل‌گیری مفهوم منظومه شمسی‌مرکزی جهان، فواصل شرطی در منظومه شمسی با دقت نسبتاً بالایی به خوبی شناخته شد. بدنه مرکزی سیستم ما استخورشید و از آنجایی که زمین در مداری دایره ای به دور آن می چرخد، فاصله نسبی بین این دو جرم آسمانی عملاً تغییر نمی کند. بنابراین، واحد نجومی مربوط به شعاع مدار چرخش زمین نسبت به خورشید است. با این حال، در آن زمان هنوز هیچ راه قابل اعتمادی برای اندازه گیری قابل اعتماد این مقدار نسبت به مقیاس های زمینی وجود نداشت. در قرن هفدهم، تنها فاصله تا ماه شناخته شده بود و این داده ها برای تعیین فاصله تا خورشید کافی نبود، زیرا نسبت جرم زمین و خورشید هنوز ناشناخته بود.
در سال 1672، اخترشناس ایتالیایی، جووانی کاسینی، با همکاری ستاره شناس فرانسوی ژان ریشه، موفق به اندازه گیری اختلاف منظر مریخ شدند. مدار زمین و مریخ با دقت زیادی تعیین شد و این به دانشمندان اجازه داد تا فاصله زمین تا خورشید را تعیین کنند. بر اساس محاسبات آنها، واحد نجومی معادل 146 میلیون کیلومتر بود. در مطالعات بعدی، اندازه گیری های دقیق تری با اندازه گیری مدار زهره انجام شد. و در سال 1901، پس از نزدیک شدن سیارک اروس به زمین، واحد اندازه گیری نجومی دقیق تری تعیین شد.
در قرن گذشته، شفاف سازی ها با استفاده از رادار انجام شد. در سال 1961، مکان زهره با خطای 2000 کیلومتر، ارزش جدیدی را برای واحد نجومی ایجاد کرد. پس از رادار مکرر زهره، این عدم دقت به 1000 کیلومتر کاهش یافت. در نتیجه چندین سال اندازه گیری، دانشمندان دریافتند کهواحد نجومی تا 15 سانتی متر در سال در حال افزایش است. این کشف به طور قابل توجهی دقت اندازه گیری های مدرن فواصل نجومی را افزایش می دهد. یکی از دلایل این پدیده ممکن است از دست دادن جرم خورشید در نتیجه باد خورشیدی باشد.
امروز مشخص شده است که فاصله خورشید تا دورترین سیاره منظومه شمسی - نپتون - 30 واحد نجومی است و فاصله خورشید تا مریخ معادل 1.5 واحد نجومی است.
