阿拉伯天文学也称伊斯兰天文学或穆斯林天文学。一般所说的阿拉伯天文学是指公元七世纪伊斯兰教兴起后，直到十五世纪左右各伊斯兰文化地区的天文学。在这段时期里阿拉伯天文学大体形成了三个学派，即巴格达学派、开罗学派和西阿拉伯学派。

阿拔斯王朝(750～1258年，中国史称黑衣大食)于762年在巴格达建都以后，除了以伊斯兰经典《古兰经》中有关天文学知识为基础外，又研究学习巴比伦和波斯的天文学知识，而且积极招揽人才，翻译印度婆罗门笈多著的《增订婆罗门历数全书》和希腊托勒密著的《天文学大成》等许多书籍，作为进一步发展的基础。

公元829年，巴格达建立天文台，在这里工作过的著名天文学家有法干尼等人。法干尼著有《天文学基础》一书，对托勒密学说作了简明扼要的介绍。贾法尔·阿布·马舍尔著《星占学巨引》，后来在欧洲传播甚广，是1486年奥格斯堡第一批印刷的书籍之一。

另外，塔比·伊本·库拉发现岁差常数比托勒密提出的每百年移动一度要大；而黄赤交角从托勒密时的23°51'减小到23°35'。把这两个现象结合起来，他提出了颤动理论，认为黄道和赤道的交点除了沿黄道西移以外，还以四度为半径，以四千年为周期，作一小圆运动。为了解释这个运动，他又在托勒密的八重天(日、月、五星和恒星)之上加上了第九重。

塔比·伊本·库拉的颤动理论，曾为后来许多的穆斯林天文学家所采用，但是他的继承者巴塔尼倒是没有采用，知道这种理论是错误的。巴塔尼是阿拉伯天文学史上伟大的天文学家，伊斯兰天文学中的重要贡献大多是属于他的。他最著名的发现是太阳远地点的进动；他的全集《论星的科学》在欧洲影响很大。

比巴塔尼稍晚的苏菲所著《恒星图象》一书，被认为是伊斯兰观测天文学的三大杰作之一。书中绘有精美的星图，星等是根据他本人的观测画出的，因而它是关于恒星亮度的早期宝贵资料，世界通用的许多星名都是从这里来的。

巴格达学派的最后一位著名人物是阿布·瓦法，他曾对黄赤交角和分至点进行过测定，为托勒密的《天文学大成》写过简编本。有人认为他是月球二均差的发现者，但又有人认为，这项发现还是应该归功于第谷。

阿布·瓦法以后，至阿拔斯王朝灭亡的一百六十多年中，巴格达学派再无重大发展。1258年蒙古军灭掉阿拔斯王朝，建立伊尔汗国。1272年，伊尔汗国建立马拉盖天文台(在今伊朗西北部大不里士城南)，并任命担任首相职务的天文学家纳西尔丁·图西主持天文台工作。

这个天文台拥有来自中国和西班才的学者，他们通力合作用了十二年时间，完成了一部《伊尔汗历数书》。它与印度的悉檀多(历数书)相当。

《伊尔汗历数书》中测定岁差常数为每年51″，相当准确。一百多年后，帖木儿的孙子乌鲁伯格又在撒马尔罕建立一座天文台。乌鲁伯格所用的象限仪，半径长达40米。他对一千多颗恒星进行了长时间的位置观测，据此编成的《新古拉干历数书》，这是托勒密以后第一种独立的星表，达到十六世纪以前的最高水平。

公元十世纪初，在突尼斯一带建立了法提玛王朝(909～1171年，中国史称绿衣大食)。这个王朝于十世纪末迁都开罗以后，成为西亚、北非一大强国，并在开罗形成了一个天文中心。

这个中心最有名的天文学家是伊本·尤努斯，他编撰了《哈基姆历数书》，其中不但有数据，而且有计算的理论和方法。书中用正交投影的方法解决了许多球面三角学的问题。他汇编了自829年至1004年间阿拉伯天文学家和他本人的许多观测记录。977年和978年他在开罗所作的日食观测和979年所作的月食观测，为近代天文学研究月球的长期加速度提供了宝贵资料。

与伊本·尤努斯同时在开罗活动的还有一位光学家海桑。他研究过球面像差、透镜的放大率和大气折射。他的著作通过培根和开普勒的介绍，对欧洲科学的发展有很大的影响。

西班牙哈里发王朝(又称后倭马亚王朝，中国史称白衣大食)最早的天文学家是科尔多瓦的查尔卡利。他的最大贡献是于1080年编制了《托莱多天文表》。这个天文表的特点是其中有仪器的结构和用法的说明，尤其是关于阿拉伯人特有的仪器——星盘的说明。

在《托莱多天文表》中，还有一项重要内容，就是对托勒密体系作了修正，以一个椭圆形的均轮代替水星的本轮，从此兴起了反托勒密的思潮。这种思潮由阿芬巴塞发端，阿布巴克尔和比特鲁吉为其继承者。他们反对托勒密的本轮假说，理由是行星必须环绕一个真正物质的中心体，而不是环绕一个几何点运行。因此，他们就以亚里士多德所采用的欧多克斯的同心球体系作为基础，提出一个旋涡运动理论，认为行星的轨道呈螺旋形。

其后，信奉基督教的西班牙国王阿尔方斯十世，于1252年召集许多阿拉伯和犹太天文学家，编成《阿尔方斯天文表》。近年有人认为这个表基本上是《托莱多天文表》的新版。

正当西班牙的天文学家抨击托勒密学说的时候，中亚一带的天文学家比鲁尼曾提出地球绕太阳旋转的学说，他在写给著名医学家、天文爱好者阿维森纳的信中，甚至说到行星的轨道可能是椭圆形而不是圆形。

马拉盖天文台的纳尔西丁·图西在他的《天文学的回忆》中也严厉地批评了托勒密体系，并提出了自己的新设想：用一个球在另一个球内的滚动来解释行星的视运动。十四世纪大马士革的天文学家伊本·沙提尔在对月球运动进行计算时，更是抛弃了偏心均轮，引进了二级本轮。

两个世纪以后，哥白尼在对月球运动进行计算时，所用方法和他的是一样的。阿拉伯天文学家们处在托勒密和哥白尼之间，起了承前启后的作用。