A Naprendszer felfedezése a “reneszánsznak” nevezett időszakhoz tartozik, amikor a filozófusok úgy döntöttek, hogy a tudományos vállalkozás építésében csak a megfigyelést és a logikát fogadják el, és elutasítják a hagyományt. Ennek az új (és bátor) szemléletnek talán legismertebb képviselője René Descartes (1596-1650) francia matematikus, filozófus és tudós. A “cogito ergo sum” (gondolkodom, tehát vagyok) kijelentése szimbolikus a reneszánsz szemléletre. (Egyesek rámutattak, hogy nem lehet csak úgy gondolkodni, hogy nem gondolkodunk valamiről, tehát a tudományt nem lehet tiszta logikával kezdeni. Mindenesetre Descartes megpróbálta, és sok érdekes eredményre jutott, és néhány elég furcsa fogalomra is).
A napközpontú égi mozgásrendszer általános elfogadása több száz évig tartott. A naprendszer alapgondolatát Nikolausz Kopernikusz (1473-1543) lengyel csillagász vetette fel, aki szerint “a Nap az Univerzum középpontja”, és a bolygókat tökéletes körökben mozgatja körülötte (az “Az égi szférák forgásáról” című, latinul írt és 1543-ban megjelent könyvében). Ezzel felelevenített egy ősi elképzelést, amely Arisztarkhosz görög filozófusig (aki Kr. e. ~270-ben virágzott) nyúlik vissza, aki azt állította, hogy a Nap sokkal nagyobb, mint a Föld, és hogy nem a Föld, hanem az van a világegyetem középpontjában. (Erre senki sem fordított nagy figyelmet, hiszen nyilvánvaló, hogy a Nap sokat mozog: naponta egyszer az égbolton, évente egyszer a csillagok között, különböző magasságokban a horizont felett.)
A német csillagász Johannes Kepler (1571-1630) támogatta azt a kopernikuszi elképzelést, hogy a Nap van a középpontban, de a bolygóknak ellipszis alakú pályákat adott, amelyeknek a Nap az egyes ellipszisek egyik gyújtópontjában van, hogy a bonyolult mozgásukat pontosabban leírja. Galileo Galilei (1564-1642) közvetlen megfigyelései, aki kimutatta, hogy a Vénusznak a Holdhoz hasonló fázisai vannak (az általa feltalált és megépített távcső segítségével), eldöntötték a kérdést a heliocentrikus rendszer számára. (Az egyház nem értett egyet. Kopernikusz könyvét 1616-ban a tiltott művek jegyzékére tette, és 1835-ig ott is hagyta. Galileinek is vissza kellett vonulnia, és megtiltották neki, hogy tanítson és elhagyja otthonát).
Galileo minden idők egyik legnagyobb elméje volt. Ahogy Yves Bonnefoy francia filozófus mondta: “Galileivel a Hold megszűnt az imádat tárgya lenni, és a tudományos kutatás tárgyává vált”. Egy másik olasz csillagász, Giovanni Domenico Cassini (1625-1721) (akinek nevéhez fűződik a Szaturnusz belső és külső gyűrűi közötti nagy rés) meghatározta a Föld pályájának méretét. Az ő értéke mindössze 7 százalékkal maradt el a mai értéktől (150 millió km). Ő állapította meg a Naprendszer méretét is. (Arisztarkhosz 20-szorosan tévedett a Naptól való távolság becslésében).
Aztán jött Isaac Newton (1642-1727), aki a fizika törvényeit a Naprendszerre vonatkoztatta. Isaac Newton úgy magyarázta meg, hogy a bolygók miért mozognak úgy, ahogyan mozognak, hogy alkalmazta a mozgástörvényeit, és a gravitációs erőt bármely két test között, hagyta, hogy az erő a két test közötti távolság négyzetével csökkenjen. (A mozgástörvények megfogalmazása mellett Newton feltalálta a gravitációs erő fogalmát és egy újfajta matematikát a bolygók mozgásának kiszámítására. Ezt a matematikát ma számításnak nevezzük. Ettől függetlenül találta fel és publikálta korábban Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) német matematikus, akinek jegyzetelését ma is használják a tankönyvekben. Newton megépítette az első tükrös távcsövet is, amellyel az égboltot vizsgálta).
A “égi mechanika” további kutatásának alapjává vált az a tudat, hogy a Nap a rendszer középpontjában áll, és a körülötte forgó bolygók Newton törvényei szerint megfelelő pályán mozognak. A mozgások számos részletét még ki kellett dolgozni. Ehhez nagyban hozzájárultak Pierre Simon de Pierre Simon Laplace (1749-1827), Joseph Louis Lagrange (1736-1813) és Urbain Leverrier (1811-1877) francia matematikusok és csillagászok. (Az égi mechanika még ma is aktív kutatási terület, mivel a bolygók helyzetének kiszámítása évmilliókra visszamenőleg is rengeteg számítást igényel.)
Edmond Halley (1656-1742) angol csillagász felismerte, hogy az üstökösök a rendszer részei (legalábbis egyikük, a Halley-üstökös 75 évenként folyamatosan visszajött). A Neptunuszt mint nagybolygót csak 1846-ban fedezték fel (Johann Galle német csillagász, Leverrier útmutatásai alapján); a Plútót 1930-ban találták meg. Sok csillagász ma már úgy gondolja, hogy a Plútó valójában csak egy szokatlanul nagy üstökös típusú égitest (vagy inkább két égitest) a “Kuiper-övben”, ahol több száz vagy ezer ilyen égitest található. A Kuiper-öv Gerard Kuiper holland-amerikai csillagászról (1905-1973) kapta a nevét, aki sokban hozzájárult a külső bolygók szatellitjeinek megismeréséhez.
Ezeken kívül ott van még az “Oort-felhő”, az aszteroidák és üstökösök, amelyek úgy veszik körül a Naprendszert, mint szúnyograj egy nyári, minnesotai piknikező embercsoportot. Az “Oort-felhő”, amely Jan Hendrik Oort (1900-1992) holland csillagászról kapta a nevét, aki felvetette létezését (1950-ben), a belső Naprendszertől nagy távolságra lévő üstökösök hatalmas csoportosulása. A Naphoz közeledő (és ezért rövid életűvé váló) üstökösök kimeríthetetlennek tűnő tárházaként szolgál. A belső bolygók útját keresztező üstökösök a feltételezések szerint azért teszik ezt, mert pályájukat az elhaladó csillagok gravitációs hatása megzavarta.
A világunkkal kapcsolatos két alapvető felfedezés az emberi gondolkodás legnagyobb hozzájárulásai közé tartozik: A Naprendszer kora és a Nap energiaforrása. A kettő összefügg, mert csak a magfúzió energiája (amelynek során a tömeg energiává alakul) képes a Napot annyi ideig táplálni, ameddig az a mi bolygónkat melegítette.
A Nap energiaforrásának – a hidrogénmagok (azaz protonok) héliummagokká (azaz alfa-részecskékké) történő fúziójának – felfedezése sokat köszönhet a radioaktivitás felfedezésének (Antoine Becquerel és a házaspár, Marie és Pierre Curie által); a proton és az atommagok változékonyságának felfedezésének (Ernest Rutherford által); és annak a felismerésnek, hogy maga a tömeg az energia megnyilvánulása (Albert Einstein által). Ezek a felfedezések együttesen kevesebb mint egy évszázadosak. A Napnak mint atomkemencének a fogalmát csak az 1930-as évek óta értik eléggé jól.