（1）宇宙的宏观结构
星系的分布状况就是宇宙宏观结构的表现，今天人们把10百万秒差距（百万秒差距符号为Mpc）以上的结构称为宇宙的大尺度结构（目前观测到的宇宙的大小是104Mpc）。宇宙中约有1000亿个星系，若把所有可见星系在天空的方向绘制在图上，我们会得到以下结果：
宇宙中星系的分布图中中间的水平线标示出银河系平面，银河系的气体尘埃除了掩盖了背景星光，亦同时遮蔽了遥远的星系，排除了这个因素，我们会发觉星系在天空中的分布是颇为平均的。
至今，大尺度上的观测事实远不是十分明确的。从演化理论来考虑，尺度大到一定程度，应不再有结构存在。这是否符合事实，以及这尺度有多大，都是需要由大尺度观测来回答的问题。现今对宇宙在50百万秒差距以上是否还有显著的结构现象存在，是人们热烈争论中的焦点。
（2）宇宙的中观结构
现在看来，直至50百万秒差距的尺度为止，星系的分布呈现有层次的结构。这就是我们对宇宙面貌的基本认识。
有趣的是，有迹象表明，若把星系看成宇宙物质的基本单元，星系在大尺度上的分布呈泡沫状，即有许多看不到星系的“空洞”区，而星系聚集在空洞的壁上，呈纤维状或片状结构，这一层次的结构叫超星系团，它的典型尺度为几十百万秒差距。丝状结构是宇宙中目前已知的最大结构，它与“空洞”构成“长城”，“空洞”指的是丝状结构之间的空间，“空洞”中只包含很少或完全不包含任何星系。一个典型的“空洞”直径为11~150百万秒差距，“长城”是目前所知宇宙中被观察到的最高层次的宇宙结构。
超星系团是由星系团聚集构成的，通常超星系团内只含有几个星系团，只有少数超星系团拥有几十个星系团。现已发现宇宙中有上万个星系团，平均而言，每个星系团约有百余个星系，直径达上千万光年。
（3）宇宙的微观结构
宇宙由巨大的超星系团构成，星系周围是大团看不见的空荡荡的太空。每个星系又包含了数以十亿计的恒星，构成这些恒星的物质是一些小得看不见的粒子。质子、中子和电子是最普通的粒子，它们通常以原子的形式结合在一起。质子和中子由更小的粒子构成，它叫作夸克。
奇妙的宇宙微观世界是通过模拟宇宙的初始状态发现的。科学家们用正负电子对撞来模拟宇宙在初始的10-19秒时的情况，当正负电子高能量相撞时，产生的高温相当于太阳表面温度的4000亿倍。也就是从那一刻起，宇宙中的各种基本粒子产生了，科学家们由此就能推断物质世界的组成。
大家知道，各种元素的原子核都是由质子和中子组成的。例如氢核，就是1个质子；氦核是2个质子，2个中子；铜核是29个质子，34个或36个中子；铁核是26个质子，28、30、31或32个中子。那些质子数目相同而中子数目不同的元素，人们称之为放射性元素，在元素周期表上占据一席之地。如果我们把各种元素看作是建造宇宙大厦的“砖块”，那么中子和质子就是两种最基本的“泥土”。这两种“泥土”在不同的“火候”下进行不同的搭配、烧结，就形成了各种不同的元素。光芒万丈的太阳，晶莹闪烁的星辰，都是烧炼元素的炉窑。不过，我们地球上的各种元素都是在几十亿年以前，甚至是在更遥远的年代，在天体演化的过程中形成的。
天文学家利用背景辐射温度、宇宙年龄和红移规律建立“温度-时间-红移”关系式，并以时间来追溯宇宙演化史。然而宇宙演化是非常复杂的，不同的研究者对演化时期的划分也是不一样的。
1.3.1宇宙演化的阶段
（1）普朗克时代
宇宙大爆炸后10-43秒时期的宇宙，即为四种宇宙力（强相互作用、弱相互作用、万有引力和电磁力）强度相当的一段短暂的时间间隔。如何超越普朗克长度和普朗克时间目前还是个谜，因为现行物理定律在这个范围内就失效了。因此，宇宙论学者在研究宇宙起源时，最多只能计算到大爆炸之后10-43秒。要研究普朗克时间之前发生的事，还缺乏新定律。
（2）宇宙暴胀阶段
大爆炸后30万年，暴胀到膨胀的宇宙，这个时期发出宇宙微波背景辐射。
大爆炸后10-35秒，该时期标志着大统一理论宇宙间的现象可以用四种力，即强相互作用、弱相互作用、万有引力和电磁力来解释，这种能统一说明四种相互作用力的理论称为大统一理论，虽然大统一理论没有成功，但人类在认识上前进了一大步。的终结，强核力和弱电力分离，是夸克（反夸克）的主导时期。
大爆炸后10-32秒，暴胀结束，宇宙从10-25米迅速膨胀为0.1米，以后逐渐膨胀为我们现在看到的宇宙。宇宙的主要组成是光子、夸克和反夸克以及有色胶子。应指出，质子是不稳定的。因此这一阶段还没有元素，甚至没有氢。
（3）逐渐演化阶段
此阶段，宇宙不断膨胀，恒星、星系、星系团逐渐形成。
大爆炸后10-12秒，弱核力和电磁力分离，宇宙在此时期很少有活动，常称为“荒芜”“黑暗”时期。
大爆炸后102～103秒，这是宇宙原初元素合成时期，即大爆炸核合成。
大爆炸后1011秒，在此时间光子核重子退耦。在此之前是辐射能密度高于物质能密度，在此之后宇宙以物质为主，因为退耦伴有自由电子与核结合形成原子——我们最熟悉的物质形式。
大爆炸后1016秒，星系、恒星和行星开始形成。
大爆炸后1018秒，生命形成，生物进化。从这个阶段起随着时间流逝，星系继续退离，哈勃常量也在减少，宇宙温度继续下降。
1.3.2宇宙未来的状况
宇宙大尺度的行为似乎是简单的，而不是混沌的。所以，人们不知道宇宙将永远膨胀下去，还是最终将会坍缩。这要按照宇宙的现有密度而定。事实上，宇宙现在的密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。如果暴胀理论是正确的，则宇宙实际上是处在“刀锋”上。