I årtusen har mennesker sett opp mot himmelen for å hjelpe dem med å dyrke mat, navigere i havene og vinne gudenes gunst. I dag fortsatt vi å søke svar blant stjernene på de mest grunnleggende spørsmålene: Hvordan begynte universet? Vil det ta slutt, og i så fall, hvordan? Hva er vår plass i det? John North har i flere tiår undersøkt slike spørsmål og i 'Cosmos' presenterer han en omfattende historisk oversikt over de to vitenskapene som bidrar til å definere vår plass i universet: astronomi og kosmologi. North organiserer sin historie kronologisk, og begynner med å se på paleolittiske hulemalerier som tydelig viser månens faser. Deretter dykker han inn i de tidlige sivilisasjonene i Egypt, Hellas, Kina og Amerika, hvor innbyggerne utviklet sofistikerte metoder for å dokumentere bevegelsene til planetene og stjernene. Handelsruter og religiøse bevegelser har, ifølge North, brakt disse gamle vitenskapelige tenkemåtene til oppmerksomheten til senere astronomer, som deretter utviklet sine egne teorier.