Ta xác định khoảng cách tới các ngôi sao gần nhất bằng cách đo thị sai của chúng. Thị sai là sự dịch chuyển của một vật thể ở gần so với các đối tượng ở xa hơn khi nhìn từ hai vị trí khác nhau. Để minh họa đơn giản cho hiện tượng này, hãy giơ một ngón tay lên và nhìn vào nó, đầu tiên bằng mắt trái và sau đó bằng mắt phải; chú ý tới việc ngón tay bạn "dịch chuyển vị trí" so với cảnh vật phía sau khi góc nhìn của bạn dịch chuyển từ mắt nọ sang mắt kia. Nếu đưa ngón tay ra xa hơn và lặp lại thí nghiệm, bạn sẽ thấy nó dịch chuyển ít hơn. Ý tưởng tương tự được áp dụng vào việc đo thị sai thiên văn.

Các nhà thiên văn ghi lại vị trí một ngôi sao, rồi sáu tháng sau ghi lại vị trí của nó thêm lần nữa, khi Trái Đất đã đi được một nửa quãng đường quanh Mặt Trời và cách vị trí quan sát ban đầu 300.000.000 km. Điều này khiến cho vị trí của ngôi sao trên bầu trời dịch chuyển, độ lớn của sự dịch chuyển này gọi là thị sai. Các ngôi càng xa thì dịch chuyển càng ít, do đó chúng có thị sai nhỏ hơn. Kỹ thuật này hiệu quả với những ngôi tương đối gần, còn khoảng cách tới những ngôi ở xa, cụm sao và thiên hà được đo bằng các phương pháp gián tiếp, vì những đối tượng này quá xa nên thị sai của chúng quá nhỏ để có thể đo được chính xác. Vậy nên phải thận trọng khi sử dụng số liệu khoảng cách tới những đối tượng này. Ví dụ, bạn sẽ bắt gặp những khoảng cách cực kỳ khác nhau được đưa ra cho cùng một cụm sao, mỗi giá trị đại diện cho kết quả tốt nhất của một dự án nghiên cứu thiên văn. Những giá trị mới nhất và được cho là chính xác nhất được sử dụng trong cuốn sách này, nhưng chúng rất có thể sẽ bị chỉnh sửa về sau và không nên xem là tuyệt đối.

Thị sai được được biểu diễn bằng giây cung, và điều này giải thích nguồn gốc của một từ nghe khá lạ. Một parsec là khoảng cách tới một vật thể có là nếu parallax (thị sai) của nó là một arcsecond (giây cung), tương đương 3,2613 năm ánh sáng. Trong thiên văn, parsec là đơn vị đo khoảng cách được dùng phổ biến nhất.