המרחק בין כדור הארץ לשמש, להביע את כדור הארץיחידות אורך, כ -150,000,000 ק"מ. בהגדרת מרחקים אסטרונומיים גדולים, תיעוד כזה אינו נוח לחלוטין משום שהמרחקים בין שאר כוכבי הלכת לבין עצמים של מערכת השמש צריכים לבוא לידי ביטוי במספר רב-ספרותי.
היחידה האסטרונומית שנוצרה במהלך ההיסטוריה היא יחידת המרחק באסטרונומיה -מדע היקום. הוא משמש בעיקר כדי לקבוע את המרחק בין אובייקטים שונים של מערכת השמש, אבל הערך שלה משמש גם במחקר של מערכות מחוץ למערכת. במאה ה -17, לאסטרונומים היה רעיון רציונלי להשתמש במרחק המפריד בין השמש לכדור הארץ כמכשיר המגדיר באסטרונומיה. מאז נחשבת יחידה אסטרונומית אחת ל -149.6 מיליון ק"מ.
בתהליך של יצירת רעיונות לגביבמערכת ההליוצנטרית של העולם, מרחקים קונבנציונליים במערכת השמש הפכו ידועים עם דיוק גבוה מספיק. הגוף המרכזי של המערכת שלנו הוא השמש, ומאז כדור הארץ מסתובב במסלול מעגלי סביב זה, המרחק היחסי בין שני גופים שמימיים נשאר כמעט ללא שינוי. לפיכך, היחידה האסטרונומית תואמת את הרדיוס של מסלול מסלול כדור הארץ ביחס לסאן. עם זאת, באותו זמן עדיין לא היתה שום דרך אמינה למדוד באופן מהימן ערך זה ביחס בקנה מידה של כדור הארץ. במאה ה -17, רק המרחק לירח היה ידוע, ונתונים אלה לא הספיקו כדי לקבוע את המרחק לשמש, שכן היחס בין המסה של כדור הארץ לבין השמש לא היה ידוע.
בשנת 1672, האסטרונום האיטלקי ג'ובאניקאסיני, בשיתוף עם האסטרונום הצרפתי ז'אן ריצ'ט, היה מסוגל למדוד את פרלקסה של מאדים. מסלולי כדור הארץ ומאדים נקבעו בדייקנות גבוהה, והדבר איפשר למדענים לקבוע את המרחק מכדור הארץ לשמש. לפי החישוב שלהם, היחידה האסטרונומית התאימה ל -146 מיליון ק"מ. במחקרים נוספים, נעשו מדידות מדויקות יותר על ידי מדידת מסלול של ונוס. ובשנת 1901, לאחר שהאסטרואיד ארוס הגיע לכדור הארץ, נקבעה יחידת מדידה אסטרונומית מדויקת עוד יותר.
במאה האחרונה, חידודים נעשו באמצעותמכ"ם. בשנת 1961, מיקומה של ונוס קבע ערך חדש של היחידה האסטרונומית, עם שגיאה של 2000 קילומטר. לאחר סריקת מכ"ם מחדש של ונוס, חוסר הדיוק הזה הצטמצם ל -1000 ק"מ. כתוצאה ממדידות לאורך שנים רבות, מדענים גילו כי היחידה האסטרונומית גדלה בקצב של עד 15 סנטימטרים בשנה. תגלית זו מגדילה משמעותית את הדיוק במדידות מודרניות למרחקים אסטרונומיים. אחת הסיבות לתופעה זו עשויה להיות אובדן מסת השמש כתוצאה מרוח השמש.
כיום ידוע כי המרחק מהשמש לכוכב הלכת הרחוק ביותר במערכת השמש שלנו - נפטון - הוא 30 יחידות אסטרונומיות, והמרחק מהשמש למאדים מתאים ל -1.5 יחידות אסטרונומיות.
