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载人探测：1961年4月12日，尤里·加加林搭乘东方一号升空。第一个在地球之外的天体上漫步的是尼尔·阿姆斯特朗，他是在1969年的太阳神11号任务中，于7月21日在月球上完成的。在轨道上的第一个太空站是NASA的“太空实验室”。第一个真正能让人类在太空中生活的是前苏联的和平号空间站，它从1989年至1999年在轨道上持续运作了将近十年，在2001年退役。后继的国际空间站也从那时继续维系人类在太空中的生活。2003年10月15日，华夏神舟五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，这是华夏首次进行载人航天飞行。2016年10月17日，华夏在酒泉卫星发射中心发射了载人飞船神舟十一号，并与天宫二号自动交会对接成功。
人类探测太阳系的脚步从未停止，未来也会有更多探测器和宇航员造访太阳系的天体。
太阳系的形成有多种学说，其中之一的星云假说由1755年康德和1796年拉普拉斯各自独立提出。康德认为太阳系是46亿年前，由一个巨大的分子云的塌缩中形成。这个星云原本有数光年的大小，并且同时诞生了数颗恒星。从古老陨石追溯到的元素显示，只有超新星爆炸后的核心部分才能产生这些元素，所以包含太阳的星团必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波使邻近太阳附近的星云密度增高，使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成塌缩，从而触发了太阳的诞生。随着现代天体物理学和物理学的发展，特别是恒星演化理论的建立，产生了现代星云说，并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算，提出它的主要观点：太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个分子云，一开始就在自转，并在自身引力作用下收缩，中心部分形成太阳，外部演化成星云盘，星云盘以后形成行星。
当这个区域将形成太阳系前，被称为前太阳星云，坍缩时因为角动量守恒，使它转动得越来越快。中心集中了大部分的质量，成为比周围环绕的盘面越来越热的区域。收缩的星云越转越快，它开始变得扁平，成为原行星盘，直径大约200天文单位，在中心是高温、高密度的原恒星。行星经由盘中的吸积形成，在尘埃和气体的引力相互吸引下，逐渐凝聚形成越来越大的天体。在太阳系的早期可能有数以百计的原行星，但大多数合并或被摧毁了，留下行星、矮行星和残余物构成的小天体。硅酸盐和金属的熔点很高，只有它们能在内太阳系的温度下保持固体形态，这些物质最终组成了岩态行星，分别是水星、金星、地球和火星。由于金属成分在原始太阳星云中只占据了一小部分，类地行星都没有发展得很大。冻结线在火星与木星之间的位置，巨行星（木星、土星、天王星和海王星）形成于冻结线的外侧，这里的温度很低，挥发物质能以固态形式存在。这一区域的冰比组成类地行星的金属和硅酸盐更多，所以该区域的行星发育得很大，可以捕获大量的氢和氦——它们是太阳系中含量最丰富的元素。太阳系中余下的那些不可能组成行星的物质聚集在小行星带、柯伊伯带和奥尔特云区域。
最初的五千万年内，在原恒星中心处，氢的密度和压力都大得足以发生热核反应。在反应过程中，氢的温度、反应速率、压力和密度都一直在增加，直到流体的热压力与引力相抵消，达到静力平衡状态。到此，太阳成了一颗主序星。太阳的主序星阶段从开始到结束约有100亿年，而其他的所有阶段，包括残骸生命期等总共只有20亿年。从太阳出发的太阳风形成了日球层，并将残余的气体和尘埃从原行星盘吹入星际空间，阻碍了行星的发育。此后，太阳越来越亮，主序星早期的亮度只有如今的70%。
根据天文学家的推测，太阳系会维持直到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料，为了能够利用剩余的燃料，太阳会变得越来越热，于是燃烧的速度也越来越快。这就导致太阳不断变亮，变亮速度大约为每11亿年增亮10%。再过大约16亿年，太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合，这会导致太阳膨胀到半径的260倍，变为一个红巨星。此时，由于体积与表面积的扩大，太阳的总光度增加，但表面温度下降，单位面积的光度变暗。随后，太阳的外层被逐渐抛离，最后裸露出核心成为一颗白矮星，只有地球的大小却有着原来太阳一半的质量。再过去约几十万亿年后会有可能形成黑矮星。
现代星云说还存在不同学派，这些学派之间还存在着许多差别，有待进一步研究和证实。
太阳系中最主要的成员是太阳，它是一颗G2主序星，占据了太阳系所有已知质量的99.86%，太阳系内的天体在太阳引力的约束下运动。剩余的质量中，有99%的质量由太阳系的4颗大天体，即巨行星组成，而木星和土星又合占了其中的90%以上。太阳系中其余的天体（包括4颗类地行星、矮行星、卫星、小行星和彗星），总质量还不到太阳系的0.002%。
环绕太阳运转的大天体都躺在地球轨道平面——黄道——附近的平面。行星都非常靠近黄道，而柯伊伯带天体通常都有明显的倾斜角度。所有的行星和大多数的太阳系其它天体都以相同的方向绕着太阳转动（从地球的北极鸟瞰是逆时针方向），但也有逆向的，比如哈雷彗星。
太阳系内已探测到的区域总体上分为：太阳、小行星带以内的四颗较小的行星和小行星带以外柯伊伯带以内的四颗巨行星。天文学家有时会非正式的将这些结构分成不同的区域。内太阳系包括四颗类地行星和小行星带。外太阳系在小行星带以外的区域，包括了四颗巨行星。柯伊伯带以外则是奥尔特云，它是已知的太阳系边界区域。
太阳系八大行星按其物理性质可以分为两组，一类为类地行星：体积小而平均密度大，自转速度慢，卫星较少，有水星、金星、地球和火星；另一类为类木行星：体积大，平均密度小，自转速度快，卫星较多，有木星、土星、天王星和海王星，最为特殊的是海王星和土星。