宇宙自大爆炸以來所經歷的時間。觀測表明，星系在彼此遠離，由此可推測它們過去相距較近，以至在某個有限時刻曾經擠在一個很小的體積內。這個時刻稱為大爆炸。如果宇宙從大爆炸以來一直以恒定速率膨脹，則按照哈勃定律v＝H0r，它的年齡就應該等於星系的距離r除以速度v，即哈勃常數的倒數H0−1。這個年齡稱為哈勃年齡。實際上，由於物質之間的引力和真空能（宇宙學常數Λ）的斥力作用，宇宙膨脹可能減速或者加速而不能保持恒定，因此宇宙的實際年齡t0和哈勃年齡會有一定的差距。對於Λ＝0，兩者的比值決定於宇宙今天的密度參數Ω0。當Ω0＝1（平坦宇宙）時，按標準模型計算，宇宙實際年齡隻有哈勃年齡的2/3。若令H0＝100h千米/（秒·秒差距），則t0＝6.55h−1吉年（1吉年=109年）。式中h為無量綱哈勃常數，測量值多年來徘徊在0.6～0.8之間。
宇宙年齡的下限可通過測定各種天體的年齡來估計。測定地球上古老巖石、月巖、隕石中某些同位素含量之比，可估計太陽系的年齡。如238U會蛻變為206Pb，半衰期為65億年。假定巖石中的206Pb全部由238U蛻變而成，通過測定這兩種同位素之比可估計太陽系的年齡為46億年。由於鈾不能在太陽這樣的恒星內部產生，而隻能是前代恒星超新星爆發的產物，其年齡應該更老。鈾235U和238U兩種同位素理論上的生成比為1.71，因前者的半衰期比後者短（235U蛻變為鉛207Pb的半衰期約10億年），故由兩者當前的測量值1/140不難算出鈾的年齡約為66億年。銀河系的年齡可由其中的星族，特別是球狀星團的年齡來約束。每個球狀星團中的恒星可認為是同時誕生的，具有相同的化學組成，隻是質量不同。根據恒星演化理論，它們在顏色–光度圖上形成一條清晰的軌跡。這條軌跡的形狀，特別是其轉向點與星團年齡相關。通過將理論軌跡同觀測數據擬合，可定出最老球狀星團的年齡約150億年（誤差20％）。考慮到銀河系形成的時間約10億年，這樣得到宇宙年齡應不小於130億年。較可能的值在140億～150億年之間。對於上述Λ＝0,Ω0＝1的模型，無量綱哈勃常數h須小於0.5。這與近年來，特別是哈勃空間望遠鏡的觀測結果不符。模型同觀測的矛盾提示瞭宇宙學常數Λ可能不等於零的跡象。根據2001年美國國傢航空航天局(NASA)發射的威氏微波各向異性探測器(WMAP)衛星對微波背景輻射各向異性一年觀測數據的分析，得到ΩΛ＝0.7,Ωm=0.3,h=0.71,t0＝137億年。