천문학에서 중요한 문제 중의 하나는 거리를 결정하는 것이다. 거리를 알지 못하면 크기는 각지름으로만 표현되며, 별의 밝기를 본래의 복사력이나 광도로 바꿀 수도 없다. 천문학에서의 거리 측정은 3각측량의 기준이 되는 지구의 지름을 아는 것으로부터 시작되었다.

현재 내행성의 거리는 레이더파의 반사시간으로 보다 정확히 결정되지만 외행성의 거리측정은 여전히 3각측량을 사용한다. 천문학자들은 별까지의 거리를 보통 pc(파섹：1pc＝3.086×10¹⁸cm) 또는 kpc(킬로파섹)으로 나타낸다. 은하까지의 거리를 결정하는 한 가지 방법은 광도가 정확히 알려진 별을 기준으로 사용하는 것이다. 이러한 별을 '기준등불'이라고 한다. 이 방법은 가장 가까운 은하들까지의 거리를 측정할 때 기본이 된다.

'기준등불'을 발견할 수 없는 멀리 떨어진 은하까지의 거리를 측정할 때에는 후퇴속도와 거리의 상관관계를 나타내는 허블 법칙(속도＝H×거리, H＝허블 상수)이 사용된다. 여기에서 H는 50~100km/s/Mpc의 값을 갖는다.