Hầu hết mọi người đều biết rằng khoảng cách ở không gian bên ngoài là rất lớn – "lớn không thể tưởng tượng nổi". Các đơn vị đo chiều dài thông thường của ta trở nên vô nghĩa trong những trường hợp này, và các nhà thiên văn đã tạo ra hai đơn vị đo chiều dài mới để phục vụ cho những mục đích khác nhau trong thiên văn.

Đơn vị thiên văn (astronomical unit – AU) là khoảng cách trung bình từ Trái Đất tới Mặt Trời. Tương đương 150 triệu km (93 triệu dặm). Nó chủ yếu được sử dụng để mô tả khoảng cách tới các đối tượng trong Hệ Mặt Trời. Ví dụ, Sao Mộc cách Trái Đất trung bình khoảng 5 AU, còn Hải Vương khoảng 30 AU.

Khi đề cập đến khoảng cách tới các ngôi sao, ngay cả đơn vị thiên văn cũng không còn đủ lớn nữa. Những ngôi sao gần nhất cách khoảng 250.000 AU, tương ứng với quãng đường dài không tưởng 37.500.000.000.000 km (24.000.000.000.000 dặm)! Đối với khoảng cách tới những ngôi sao và đối tượng trong không gian sâu, các nhà thiên văn sử dụng đơn vị năm ánh sáng. Một tia sáng (hay sóng radio hoặc bất cứ loại bức xạ điện từ nào) di chuyển với "tốc độ ánh sáng", 299.792 km/giây (186.282 dặm/giây). Tốc độ này đủ nhanh để đi vòng quanh Trái Đất bảy lần trong một giây hoặc tới Mặt Trăng rồi quay về trong ba giây. Với tốc độ khủng kiếp này, một tia sáng di chuyển được 9.460.540.000.000 km (5.878.507.000.000 dặm) trong một năm – và đây chính là độ dài của một năm ánh sáng. Năm ánh sáng là đơn vị đo khoảng cách, không phải đo thời gian, nó xấp xỉ bằng 9,5 ngàn tỉ km (6 ngàn tỉ dặm).