宇宙膨胀表现为大尺度距离随时间变化，早期核合成形成了部分轻元素丰度，束缚系统内部通常由局部相互作用维持尺度

首代恒星的直接观测仍面临很大困难。宇宙第一批星系逐渐改变周围气体状态。结构形成由初始扰动在引力作用下增长。暗物质晕为星系形成提供重要引力环境。宇宙空洞并非绝对没有任何物质存在。宇宙均匀性是一种足够大尺度上的近似。当前观测不能直接回答宇宙之外是否有其他空间。宇宙未来演化取决于物质能量与引力规律。

组分比例需要通过观测和模型联合约束。宇宙年龄来自宇宙膨胀历史等资料推断。可观测宇宙大小不同于光速乘当前年龄的简单值。空间在光传播期间膨胀会改变距离解释。共动距离把膨胀影响以特定方式分离。角直径距离关联实际尺寸与观测角度。不同宇宙学距离在高红移时不能混用。红移可由宇宙膨胀运动和引力等因素产生。

标准模型中的膨胀不需要一个特殊空间中心。宇宙微波背景来自早期辐射逐渐自由传播。复合时期中电子与原子核结合影响光的传播。背景辐射的微小起伏记录早期密度扰动。背景辐射具有接近理想黑体的频谱特征。早期核合成形成了部分轻元素丰度。氢氦丰度为早期宇宙模型提供独立检验。大部分重元素主要由后来的恒星过程形成。

宇宙学红移反映传播期间尺度因子变化。星系红移巡天帮助绘制大尺度三维分布。重子声学振荡提供一种统计性的标准尺度。重力透镜能测量可见和不可见质量影响。弱透镜通过大量背景星系形状统计提取信号。强透镜可以形成多个像弧和环状结构。宇宙再电离与早期发光天体逐渐出现有关。