Kosmologia obserwacyjna jest działem astronomii, a dokładnie astrofizyki. Zajmuje się badaniem wszechświata, jego kształtu i ewolucji (do największej możliwej skali, po horyzont cząstek). Kosmologia obserwacyjna bazuje na kosmologii teoretycznej, tworzącej formalizmy matematyczne w postaci matematycznych modeli Wszechświata.
Podstawę kosmologii fizycznej (czyli kosmologii teoretycznej i kosmologii obserwacyjnej) stanowi obecnie ogólna teoria względności, dzięki której tworzone są modele Wszechświata.
Powszechnie przyjmowany jest model zakładający ewolucję Wszechświata od stanu o bardzo dużej gęstości i temperaturze (często uważa się, iż był to stan osobliwy, czyli taki, w którym wartości te były nieskończone, a obszar, w którym miało to miejsce, miał rozmiar albo zerowy, albo nieskończony, zależnie od modelu), który od chwili początkowej zaczyna się rozszerzać (Wielki Wybuch), jednocześnie stygnąc.
| Era | Początek ery | Gęstość g/cm3 | Temperatura [K] |
|---|---|---|---|
| Era Plancka | 10-44 s | 1093 | 1033 |
| ewentualna Era inflacji | 10-35 s | 10? | 10? |
| Era hadronowa | 10-23 s | 10? | 10? |
| Era leptonowa | 10-4 s | 1014 | 1012 |
| Era promieniowania | 10 s | 104 | 1010 |
| Era materii | 105 lat | 10-21 | 30 000 |
