ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ แสดงเป็นหน่วยความยาวภาคพื้นดิน มีค่าประมาณ 150,000,000 กิโลเมตร ในการกำหนดระยะทางทางดาราศาสตร์ขนาดใหญ่ บันทึกดังกล่าวไม่สะดวกนัก เนื่องจากระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ส่วนที่เหลือกับวัตถุในระบบสุริยะจะต้องแสดงเป็นตัวเลขหลายหลัก
หน่วยดาราศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นในประวัติศาสตร์ เป็นหน่วยวัดระยะทางในทางดาราศาสตร์ - ศาสตร์แห่งจักรวาล ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อกำหนดระยะห่างระหว่างวัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะ แต่ค่าของมันยังใช้ในการศึกษาระบบนอกระบบสุริยะ ในศตวรรษที่ 17 นักดาราศาสตร์มีแนวคิดที่มีเหตุผลในการใช้ระยะทางที่แยกดวงอาทิตย์และโลกออกเป็นหน่วยกำหนดทางดาราศาสตร์ ตั้งแต่นั้นมาก็ยอมรับว่า 1 หน่วยดาราศาสตร์เท่ากับ 149.6 ล้านกิโลเมตร
ในกระบวนการสร้างแนวคิดของระบบเฮลิโอเซนทริคของโลก ระยะทางตามเงื่อนไขในระบบสุริยะกลายเป็นที่รู้จักกันดีด้วยความแม่นยำสูงพอสมควร ส่วนกลางของระบบของเราคือดวงอาทิตย์ และเนื่องจากโลกโคจรเป็นวงกลมรอบมัน ระยะห่างสัมพัทธ์ระหว่างเทห์ฟากฟ้าทั้งสองนี้แทบไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นหน่วยดาราศาสตร์จึงสอดคล้องกับรัศมีการโคจรของโลกที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้นยังไม่มีวิธีที่เชื่อถือได้ในการวัดค่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อเทียบกับมาตราส่วนภาคพื้นดิน ในศตวรรษที่ 17 เรารู้เพียงระยะทางจากดวงจันทร์เท่านั้น และข้อมูลเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะระบุระยะห่างจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากอัตราส่วนมวลของโลกและดวงอาทิตย์ยังไม่ทราบ
ในปี 1672 นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี Giovanni Cassini ร่วมกับนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Jean Richet ได้จัดการวัดความเหลื่อมของดาวอังคาร วงโคจรของโลกและดาวอังคารถูกกำหนดอย่างแม่นยำ และทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดระยะทางจากโลกไปยังดวงอาทิตย์ได้ ตามการคำนวณหน่วยดาราศาสตร์สอดคล้องกับ 146 ล้านกิโลเมตร ในการศึกษาเพิ่มเติม การวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นทำได้โดยการวัดวงโคจรของดาวศุกร์ และในปี 1901 หลังจากที่ดาวเคราะห์น้อยอีรอสเข้าใกล้โลก ก็ได้กำหนดหน่วยการวัดทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ในศตวรรษที่ผ่านมา มีการชี้แจงโดยใช้เรดาร์ ในปีพ.ศ. 2504 ตำแหน่งของดาวศุกร์ได้สร้างค่าใหม่สำหรับหน่วยดาราศาสตร์โดยมีข้อผิดพลาด 2,000 กิโลเมตร หลังจากเรดาร์ของดาวศุกร์ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ความไม่ถูกต้องนี้ลดลงเหลือ 1,000 กิโลเมตร จากการวัดผลเป็นเวลาหลายปี นักวิทยาศาสตร์พบว่าหน่วยดาราศาสตร์เพิ่มขึ้นในอัตราสูงถึง 15 เซนติเมตรต่อปี การค้นพบนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดระยะทางดาราศาสตร์สมัยใหม่อย่างมาก สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้อาจจะเป็นการสูญเสียมวลดวงอาทิตย์อันเป็นผลมาจากลมสุริยะ
วันนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าระยะทางจากดวงอาทิตย์ไปยังดาวเคราะห์ที่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะของเรา - ดาวเนปจูน - คือ 30 หน่วยดาราศาสตร์ และระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวอังคารเท่ากับ 1.5 หน่วยดาราศาสตร์