他最重要的贡献是，1846年8月31日以数学方法推算出海王星的轨道并预告它的位置。由于海王星的发现，英国皇家学会授予他柯普莱奖章。勒威耶还研究过太阳系的稳定性问题和行星理论，编制了行星星历表。他经过长期研究，发现水星近日点的异常进动。他把这种异常现象归之于一个未知行星的摄动，并预言水内行星的存在，但这个预言至今未能证实。后来，爱因斯坦用广义相对论才成功地解释了水星近日点进动问题。
海王星的发现者——亚当斯
亚当斯（1819～1892）是英国天文学家，海王星的发现者之一。
1844年以后，他研究天王星的观测资料，计算影响天王星运动的一颗未知行星的轨道要素、质量和日心黄经。1845年9～10月，他分别向剑桥大学天文台台长查理士、格林威治天文台台长艾里报告了他的计算结果，但未受重视。1846年，德国加勒根据法国勒威耶的计算发现了这颗未知行星——海王星后，人们才想起亚当斯的工作。经过长期的争论，最后被公认为是海王星的共同发现者。此后，他研究月球运动长期加速现象、地磁场；还研究了狮子座流星雨的轨道，认为它是一个扁长的椭圆，周期为33年3个月，他据此预言在1866年11月12～14日流星雨将再次出现。预言果然得到证实。丰硕的小行星研究成果
1772年，德国波得宣布了反映行星距离规律的提丢斯一波得定则后，人们开始注意并努力在这条定则所指出的木星和火星之间的空隙寻找未知天体。1801年，意大利皮亚齐发现了第一颗小行星——谷神星。高斯的计算表明，它的轨道正在木星和火星之间。第二年德国奥伯斯又发现了一颗小行星——智神星。1804和1807两年又各有人发现一颗小行星。它们之所以被称为小行星，因为它们的体积都很小。它们同太阳的距离都与谷神星相似。因此，奥伯斯提出第一个小行星起源的假说，认为小行星是一颗大行星崩溃后的碎片。
此后发现的小行星逐年增加，到1876年已达172颗。1877年，美国柯克伍德指出，由于受到木星强大的摄动，小行星空间分布区域中有空隙。在空隙区域里，小行星周期和木星周期成简单比例。这个发现在天体动力学的演化研究上有重要意义。
对太阳黑子的研究
黑子是太阳光球上经常出没的暗黑斑点，是太阳活动的基本标志。太阳黑子观测是在天体物理学诞生以前太阳研究中最有成绩的一项。
1826～1843年，德国的施瓦贝根据长达十七年的观测，得出黑子有10或11年的周期变化。1849年，瑞士沃尔夫追溯了直到伽利略的观测，提出用统计方法研究黑子的消长规律，并定出标志太阳活动的指数，即沃尔夫黑子相对数。它至今仍为天文学界广泛使用。
木卫星的发现
巴纳德是19世纪末著名的天文观测家。自学成才的他在20岁时使用自制的望远镜发现了两颗新彗星，后来又发现了7颗新彗星。1887年9月，他应聘到里克天文台工作，头一年就发现了4颗彗星，并且在世界上第一次拍摄了银河的照片，从而发现了银河系中的暗星云。
1892年，巴纳德发现了木卫星。当时里克天文台拥有一架76厘米的望远镜尚未正常工作，台长只允许他每周使用一个晚上。他看到一个离木星又近又暗的小星，跟着行星一起运动。他怀疑这是一颗尚未发现的卫星，经过细心观察和测量，证实了他的想法是正确的。第二天凌晨，发现木卫星的消息传遍了世界。
恒星天文学的发展
“恒星不恒”的发现和研究
1718年，哈雷把他观测到的恒星位置同喜帕恰斯、托勒密的观测结果相比较，发现天狼，参宿四、大角等星的位置本身有变化，由此发现了恒星的自行。
1748年，布拉得雷提出，恒星自行可能是太阳运动和恒星运动的综合结果。1783年，F·W·赫歇耳通过对7颗星的自行的分析得知太阳在向武仙座方向运动，此后又通过对27颗恒星的分析，求出运动向点是在武仙座λ附近，和今测点楔差不到10度。1837年，德国阿格兰德尔分析了390颗的自行，证实了F·W·赫歇耳的结论。
宇宙空间的拓展——星系概念的出现
英国的赖特（1750）、德国的康德（1755）、朗伯特（1761）等人都先后提出了恒星组成一个有限的呈扁平圆盘状的银河系，而且银河系外还有别的星系的思想。从十八世纪八十年代开始，F·W·赫歇耳首创用统计恒星数目的方法来研究银河系结构，1785年，他接受了银河系为扁平圆盘状的假说。他的儿子J·F·赫歇耳曾到好望角计数恒星，再次证实了北半球的统计结论，并进而提出了银河平面的概念，把它作为恒星系的基本定标平面。
星云假说第一人——康德
康德（1724～1804）是德国古典哲学的创始人。
康德在青年时代，主要兴趣是在自然科学上。1754年，他发表一部论述大洋潮汐的著作，提出地球自转由于潮汐的摩擦作用而减慢的假说。这个假说后来得到证实。1755年，他发表《自然通史和天体论》，首先明确地提出太阳系演化的星云假说。康德认为，太阳系是由一团稀薄的、庞大的、由气体和尘埃组成的原始星云演化而成的。
康德星云说的有些基本原理，直到今天仍然为新的太阳系起源与演化假说所沿用，有的则被抛弃了。康德星云假说是首先在观测基础上建立起来的天体演化理论，对哲学和自然科学的发展都起了重要的作用。
天体演化的经典著作——《自然通史和天体论》
《自然通史和天体论》是康德于1755年写的关于天文学和天体演化学的著作。在这部书里，康德根据牛顿定律试论整个宇宙的结构及其力学起源，首次提出太阳系起源的星云假说。这个假说在历史上有重大的影响。
康德利用当时已经观测到的天文学材料，提出宇宙空间原来充满分散、稀薄、细小的物质微粒，他称之为“原始星云”。原始星云在引力和斥力作用下，产生围绕引力中心的圆周运动，形成巨大的旋涡，而大部分物质则逐渐集中到垂直于它的转动轴的平面上，形成圆盘状的结构。同时，质点又相互碰撞，结合在一起。在圆盘中央，形成一个最大的物质团块，这便是太阳的胚胎。而绕中心团块作圆周运动的同一区域的质点，是相对静止的，仍然会在引力作用下形成较小的团块，最后生成行星。行星胚胎又在斥力作用下开始自转，在小一级的规模上形成卫星。
书中还载有康德的其他一些科学创见，如分析了当时望远镜所观测到的某些椭圆形星云，认为它们是和银河系一样的巨大恒星系统，对其他行星的生命问题也作了推测。
康德和拉普拉斯星云说
“康德和拉普拉斯星云说”是康德（1755）和拉普拉斯（1796）先后各自提出的关于太阳系起源的星云学说。它是最早的科学的天体演化学说。这两种星云说都认为太阳系是由同一个原始星云按照客观规律——万有引力定律逐步演变而成的。
康德认为，这团原始星云是由大小不等的固体微粒组成的，万有引力使得微粒相互接近，大微粒把小微粒吸引过去凝成较大的团块，先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向中心体下落时与其他微粒碰撞而改变方向，变成绕太阳的圆周运动，这些绕太阳运动的微粒又逐渐形成几个引力中心，这些引力中心最后凝聚成朝同一方向转动的行星。卫星形成的过程与行星类似。行星的自转是由于落在行星上的质点的撞击而产生的。康德还用行星区范围的大小来解释行星的质量分布。
拉普拉斯认为，形成太阳系的云是一团巨大的、灼热的、转动着的气体，大致呈球状。由于冷却，星云逐渐收缩。收缩使转动速度加快，在中心引力和离心力的共同作用下，星云逐渐变为扁平的盘状。在星云收缩中，每当离心力与引力相等时，就有部分物质留下来，演化为一个绕中心转动的环，以后又陆续形成好几个环。这样，星云的中心部分凝聚成太阳，各个环则凝聚成各个行星。较大的行星在凝聚过程中同样能分出一些气体物质环来形成卫星系统。
康德星云说否定了牛顿的神秘的“第一推动力”，第一次提出了自然界是不断发展的辩证观点，这是从哥白尼以来天文学取得的最大进步。拉普拉斯的科学论述加上他在学术界的威望，使星云说在十九世纪被人们普遍接受。由于科学发展水平的限制，有不少缺点和错误的这两种星云学说曾一度被人们摒弃。但是，目前不少天文学家认为，星云说的基本思想还是正确的。
天体物理学的诞生
太阳光谱的发现
1814年，第一架分光镜由德国的夫琅和费制成。夫琅和费用分光镜观测太阳时，发现了太阳的光谱线，他所定的A、B、C、D等主要谱线的名称一直沿用至今。1859年，德国的基尔霍夫和本生合作研究光谱，发表分光学上的基本定律——基尔霍夫定律。从此，天体物理学便迅速发展起来，而刚刚发明和发展起来的光度学、照相术也为天体物理学的发展提供了重要手段。
1859年，基尔霍夫指出太阳光谱里的黑线是因光球发出的连续光谱被太阳大气所吸收而造成的。他把这些谱线和实验室里各种元素的光谱加以比较，确认出太阳上有许多地球上常见的元素。这说明太阳大气的温度很高，而光球的温度还要高得多。
1869年，瑞典的埃斯特罗姆得出太阳光谱里1000条谱线的波长，因此便以他的姓命名他所定的波长单位（埃）。这类波长表不断得到发展。1886～1895年间，美国的罗兰又公布从紫外区到红光区的14000条谱线的波长和大致强度。当时人们已证认出39种元素。
研究日珥、日冕的新成果
1869年，英国的洛基尔观测到日珥光谱中一条橙黄色明线，认为是未知元素“氦”所形成的。1895年，英国化学家雷姆塞从地球上的矿物中把它分离出来。1869年，美国的哈克内斯发现日冕所发出的主要是一条棕色谱线。直到1941年才由瑞典分光学家埃德伦作出解释：它是铁原子在高温（达100万度）下电离失掉14个外层电子后发出的禁线。
开始认识恒星光谱
英国的哈根斯于1865年将谱线证认工作扩充到恒星光谱，证认出参宿四、毕宿五等亮星里有钠、铁、钙等元素的谱线。他对恒星光谱线位置进行了细致的测量，因而在1868年发现因多普勒效应而产生的微小的谱线位移，由此他测出恒星正在接近或离开我们的视向速度。