W dziele O obrotach Mikołaj Kopernik kilkakrotnie określił swój stosunek do nauki o wszechświecie.

Od czasów starożytnych aż po epokę renesansu astronomia skupiała się na jak najdokładniejszym opisie ruchów ciał niebieskich, obserwowanych gołym okiem: gwiazd, a przede wszystkim planet wraz ze Słońcem i Księżycem.

Najdawniejsze poglądy na budowę wszechświata wywodziły się z mitów genezyjskich i wiązały się z ubóstwieniem ciał niebieskich.

Astronomiczne zainteresowania Kopernika rozwinęły się w okresie znaczącego postępu w astronomii europejskiej, jaki dokonał się w drugiej połowie XV w. Istotny wkład wnieśli tutaj Georg Peurbach i Johannes Müller, zwany Regiomontanusem.

Konstruując swój system świata i przedstawiając go w dziele O obrotach, Mikołaj Kopernik wykorzystywał obserwacje dawnych astronomów i własne, robiąc to w sposób wypracowany jeszcze przez Klaudiusza Ptolemeusza: materiał obserwacyjny był ograniczony do minimum, niezbędnego do obliczenia parametrów modeli planetarnych.

Prace Kopernika nad teorią heliocentryczną poprzedziło dostrzeżenie przez niego dwóch zasadniczych trudności w uznawanych w jego czasach przez astronomów, filozofów oraz teologów różnych wersjach teorii geocentrycznych.

Kilka lat po powrocie ze studiów włoskich Kopernik opracował pierwszy zarys teorii heliocentrycznej w postaci tzw. Komentarzyka (Commentariolus).

U podstaw astronomii Kopernika nie leżały obserwacje astronomiczne, chociażby najdokładniejsze, lecz rozmyślania nad harmonią kosmosu.