Vesmír zahŕňa všetko, čo existuje, od najmenších subatómových častíc až po superkopy galaxií (to sú najväčšie štruktúry, ktoré poznáme). Nikto nevie, aký je vesmír veľký. Astronómovia odhadujú, že obsahuje okolo 100 miliárd galaxií, z ktorých každá má priemerne 100 miliárd hviezd. Teória veľkého tresku (big bang) je najuznávanejšou teóriou vzniku vesmíru a hovorí, že vesmír vznikol obrovskou explóziou - veľkým treskom - pred 10 až 20 miliárd rokov. Na samom začiatku vesmír pozostával z veľmi horúcej, hustej žeravej gule rozpínajúceho sa, postupne chladnúceho plynu. O milión rokov sa plyn pravdepodobne začal zhusťovať do izolovaných zhlukov, nazývaných protogalaxie. Počas ďalších piatich miliárd rokov zhusťovanie protogalaxií pokračovalo, až sa vytvorili galaxie, v ktorých sa rodili hviezdy. Dnes, po miliardách rokov sa vesmír ako celok ešte stále rozpína, aj keď sú v ňom lokalizované oblasti, v ktorých sa objekty udržujú spolu gravitáciou; galaxie napríklad vytvárajú kopy. Teória veľkého tresku je podporená objavom jemného, chladného žiarenia pozadia, ktoré je rozptýlené rovnomerne na všetky smery. Predpokladá sa, že toto žiarenie je pozostatkom (reliktom) žiarenia, ktoré vzniklo pri veľkom tresku. Maličké rozdiely v teplote reliktového žiarenia sa považujú za dôkaz slabých fluktuácií v hustote látky raného vesmíru, čo viedlo k tvorbe galaxií. Astronómovia ešte stále nevedia, či je vesmír "uzavretý", či sa rozpínanie nezastaví a vesmír sa nezačne zmršťovať, alebo či je "otvorený" a bude sa navždy rozpínať.