《星星离我们有多远》的主旨在于介绍测量天体的各种方法。在方法论层面，天体测量可分为直接测量和间接测量。“视差”是直接测量的基本原理，它依据于确切的基线与两点视线所构成的三角关系，能准确计算出较近恒星的距离，观测的角度需要远大于误差级别。“数理统计”是间接测量的基本原理，它依据于各种天体类型亮度的共性规律以及亮度与距离的关系，推理估算出较远恒星的距离，需要大量样本的累积。

序曲
“天上的市街
星座与亮星
大地的尺寸
首次估计地球的大小
第一次丈量子午线
三角网和大地的模样
明月何处有
第一个地外目标——月亮
从街灯到天灯
雷达测月和激光测月
太阳离我们多远
转向了太阳
开普勒和他的三定律
卡西尼测定火星视差
金星凌日
……