物理宇宙学是天体物理学的分支，它是研究宇宙大尺度结构和宇宙形成及演化等基本问题的学科。宇宙学的研究对象是天体运动和它的第一起因，在人类历史的很长一段时期曾是形而上学的一部份。作为科学，宇宙学起源于哥白尼原则和牛顿力学，它们指出天体和地球上的物体遵守同样的物理原理并解释了天体的运动。现在这一分支被称为天体力学。一般认为，物理宇宙学起源于二十世纪的爱因斯坦广义相对论和对极远天体的天文观测。

二十世纪的科技进步使对宇宙起源的猜测成为可能。它也帮助创建了被绝大多数宇宙学家公认作理论和观测基础的大爆炸理论。（虽然职业宇宙学家认为大爆炸理论给观测以最好的解释，一些人至今仍在鼓吹另类宇宙学如等离子体宇宙学和稳恒态宇宙学。）大致来说，物理宇宙学处理的对象是宇宙中最大的物体（如星系，星系团，超星系团），最早形成的物体（如类星体）和几乎均匀的最早期宇宙（大爆炸，宇宙暴胀，微波背景辐射）。

Physical cosmology is the study of the largest-scale structures and dynamics of the Universe and is concerned with fundamental questions about its origin, structure, evolution, and ultimate fate. For most of human history, it was a branch of metaphysics and religion. Cosmology as a science originated with the Copernican principle, which implies that celestial bodies obey identical physical laws to those on Earth, and Newtonian mechanics, which first allowed us to understand those physical laws.