يبحث علم الهيئة عن ظاهر الأجرام فى السماوية، ونواميس حركاتها المرئية و الحقيقية، و أبعادها و خاصيتها الطبيعية. وعند العرب كان علم الفلك قديماً مقتصراً على مراقبة بعض الكواكب بالعين المجردة.، ورصد حركاتها بالنسبة إلى كسوف الشمس و خسوف القمر، وعلى تأثير الكواكب فى حظوظ العرب. و فى الظواهر الطبيعية كإنحباس المطر أو هطوله، و فى بعض الحوادث كالحرب و السلم. و كان هذا العلم البدائى الممزوج بالخرافات يسمى " علم التنجيم".
و فى أواخر العصر الأموى، وخاصة فى العصر العباسى، أطلع العرب على ما عند الشعوب فى هذا العلم، وصححوا ما ورد فى نظرياتهم من أخطاء و أضافوا إليها من إبداعهم، ونقولوا علم الفلك من النطاق النظرى إلى النطاق العملى، وطهروا علم الفلك من أوهام التنجيم. أما أهم المؤلفات الفلكية التى نقلت إلى العربية فهى :
- "عرض مفتاح النجوم" المنسوب إلى هرمس الحكيم، وقد ترجم فى أواخر العصر الأموى.
- "كتاب الأربع مقالات فى صناعة أحكام النجوم"، وضعه الفلكى اليونانى بطليموس و نقله إلى العربية أبو يحيى البطريق.
- "السند هند" وقد ترجم بأمر من الخليفة العباسى المنصور عن الهندية. و للخوارزمى مختصر لهذا الكتاب مع تصحيحات كثيرة.
و قد عرف العرب فى تاريخهم فلكيين مشهورين تذكر منهم : الكندى الذى وضع ستة عشر مؤلفاً فى علم الفلك وتسعة عشر فى علم النجوم، وأبو معشر البلخى، و ثابت بن قره، والبتانى الذى صنف بين العشرين فلكياً فى العالم، والصاغانى، والبوزجانى،و ابن يوسف، والكوهى، و الماهانى، وجابر بن الأفلح، والبديع الأسطرلابى، و ابن الهيثم ، و الطوسى، و الفرغانى.
ووضع الفلكيون العرب أزياجاً، وعلم الأزياج، حسب قول ابن خلدون، " صناعة حسابية على قوانين تتعلق بكل كوكب من حيث حركته ووضعه فى اى وقت، و موضعه بالنسبة إلى سائر الكواكب ...". و أشهر الأزياج التى وضعها الفلكيون العرب : زيج الخوارزمى ، أزياج الخليفة المأمون ، أزياج موسى بن شاكل وسواها.
وقد بنى العرب مراصد لمراقبة حركات النجوم و الكواكب و دراستها ومن أشهر هذه المراصد:
- مرصد المأمون فى بغداد، ومرصده فى دمشق.
- مرصد بنى موسى فى بغداد.
- المرصد الحاكمى الذى بناه الفاطميون فى مصر.
- مرصد المراغة الذى بناه نصير الدين الطوسى، و هو أعظم المراصد شأناً، نظراً إلى ضخامته و إلى توافر آلات الرصد الدقيقة فيه، و إلى كفاية العلماء و المنجزات القيمة التى حققها.
أما أهم منجازتهم فى هذا المجال فهى:
- أثبتوا ان الأرض كروية و أنها تدور على محورها.
- تمكنوا بواسطة ما أبتدعوه من آلات رصد من أكتشاف بعض الخلل فى حركة القمر.
- أستخدموا الأسطرلاب فى بعض المراصد و خاصة فى مرصد المراغة، و الأسطولاب آلة لقياس مواقع الكواكب و علوها فوق الأفق.