根據時間、空間和引力理論闡明宇宙在大尺度上的時空結構和整體運動規律的學科。它著重討論宇宙時空性質和運動學特徵，而不過多地涉及宇宙演化的物理機制等問題。現代宇宙學中最早出現的一些宇宙理論，如相對論宇宙學、穩恒態宇宙模型、等級式宇宙模型等都屬於這一範疇。除等級式宇宙模型一類的理論以外，大多數關於宇宙運動特性的討論，都在一定程度上承認宇宙物質在大尺度上是均勻、各向同性分佈的觀點。不過，近年來，對於不滿足均勻，各向同性條件和非理想流體的宇宙運動學問題也進行瞭討論，，有人還研究瞭物質自旋與空間撓率等對宇宙運動學特性的影響。