Hay varias ramas de la astronomía, una de las cuales se ocupa principalmente del análisis de los movimientos y posiciones de los objetos celestes. Esta rama, llamada astrometría, también implica la medición de otras cantidades, como el diámetro de los planetas, y la evaluación de las órbitas de los componentes de estrellas dobles. Las cuatro clases de astrometría son la astrometría de campo pequeño, la astrometría semiglobal, la astrometría terrestre y la astrometría espacial. La astrometría también se conoce como astronomía posicional debido a su papel principal en el examen de las posiciones de las estrellas. Se considera una de las ramas más antiguas de la astronomía.
En la antigüedad, una de las cantidades determinadas en astronomía era la altitud de los objetos celestes utilizando instrumentos como el cuadrante, el bastón de Jacob y el gnomon. Sin embargo, estos instrumentos no se consideraron lo suficientemente buenos para obtener mediciones precisas. Con la invención de herramientas más sofisticadas como el telescopio, el reloj de péndulo y el micrómetro en el siglo XVII, las mediciones se volvieron cada vez más precisas. En el siglo XVIII, los astrónomos descubrieron que las estrellas tienen su propio movimiento, que se había denominado movimiento propio. Desde entonces, el establecimiento de las posiciones de las estrellas y la medición de los paralaje estelares, o las diferencias en la posición aparente de una estrella cuando se ve desde dos lugares diferentes, causadas por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol se convirtieron en dos objetivos importantes de la astronomía.
Dos coordenadas pueden dar la posición de un cuerpo celeste, generalmente designado como declinación y ascensión recta. Además, la posición de las estrellas se puede determinar mediante dos métodos: método absoluto y método diferencial. El método absoluto se puede hacer leyendo la altitud de una estrella en el círculo de tránsito y cronometrando su tránsito para medir las coordenadas de la estrella independientemente de las de otras estrellas. Mientras tanto, el método diferencial se puede realizar comparando la posición de una estrella con la de otras estrellas, que se denominan estrellas fundamentales. Para las observaciones diferenciales, el método más utilizado es el método fotográfico, en el que se fotografía una estrella cuya posición se está midiendo con estrellas fundamentales, con medidas realizadas en la propia placa fotográfica.
Sin embargo, por muy buenos que sean estos métodos, la revisión periódica de los catálogos fundamentales es importante simplemente porque todos los objetos celestes están en constante movimiento. Además, el establecimiento de paralaje solo se puede calcular a una distancia de aproximadamente 3,000 años luz. Más allá de esa distancia, los astrónomos solo pueden estimar los movimientos y distancias de los cuerpos celestes de acuerdo con varios supuestos astrofísicos. Para establecer las posiciones de objetos celestes muy distantes, los astrónomos utilizan instrumentos como radio e interferómetro. El uso de satélites astrométricos, como el lanzado en 1989 llamado Hipparchos, también es importante en el campo de la astrometría.