Массу астрономических объектов измеряют косвенно, чаще всего анализируя их гравитационное взаимодействие с другими телами. Например бинарные звезды представляют собой очень простой случай. Измерив орбитальные скорости, орбитальные периоды и размер орбиты можно с высокой точностью вычислить массы обеих звезд.
Другой способ определения массы звезды - анализ ее температуры и светимости и их сопоставление с другими звездами, масса которых известна.
Масса Земли была вычислена благодаря ее гравитационному взаимодействию с Луной. Чем массивнее центральное тело, тем выше орбитальные скорости его спутников. Эта зависимость имеет строгую формулировку и допускает точные расчеты.