Nel 1912, il contrammiraglio Boyle Somerville dette un ulteriore impulso in materia con la pubblicazione dei suoi studi sul complesso megalitico di Callanish, nelle isole Ebridi, il primo monumento europeo in cui si riscontrarono allineamenti stellari. Fu tuttavia solo a datare dal 1934, con i lavori di Alexander Thom, che la ricerca archeoastronomica letteralmente esplose in tutte le sue potenzialità. I suoi libri sono ancora oggi riferimento per la metodologia della ricerca e per la quantità dei reperti studiati.
L'Archeoastronomia andrebbe inquadrata, a rigore e più in generale, nella storia delle scienze, occupandosi di indagare quali fossero i livelli di conoscenze astronomiche ed i modi di osservare il cielo nel passato. Essa presuppone che ci si stia occupando di costruzioni e monumenti di epoche antiche edificati da civiltà che possedevano un sufficiente grado di evoluzione, in grado cioè di osservare fenomeni, annotarne la periodicità, valutarli in chiave astronomica.

Presumibilmente la necessità di predizione era in chiave utilitaristica: avere abitazioni riscaldate dal Sole (e quindi disposte secondo un preciso orientamento), conoscere i tempi di semina e raccolto,... od con riguardo ad un'esigenza astrologica, cioè di mera superstizione: l'esigenza di celebrare determinati periodi dell'anno (solstizi), poterli misurare e prevederli temporalmente. Non si è più in presenza -in una parola- dell'uomo primitivo che ha imparato ad osservare le ombre degli alberi ed ha compreso (intuito?) che quando questa è giunta alla minima lunghezza dalla base dell'albero è ora di... rientrare presso la propria capanna. Si parla di civiltà evolute che spesso conoscevano la scrittura, quali l'assira, la babilonese, l'egiziana (ed anche celtiche e druide), che già conoscevano fenomeni naturali fondamentali ed erano in grado di prevederne la perodicità. Tenendo presenti i fenomeni astronomici tali civiltà edificavano (talvolta) i loro monumenti più imponenti. In conclusione di questo breve excursus, notiamo che in campo archeoastronomico le misure dell'astronomo vanno integrate dagli studi dell'archeologo, dell'antropologo e dello storico.

Le società del neolitico e dell'eneolitico prestavano particolare attenzione al Sole ed alla Luna, al fine di prevedere eclissi di Sole per l’importanza che esse assumevano nell’ambito delle religioni e dei culti solari. Lo scopo forse più importante che spinse gli uomini del neolitico, e successivamente dell’età del rame e del bronzo, ad osservare attentamente la posizione in cui il Sole e la Luna sorgono e tramontano sull’orizzonte naturale, era la necessità di determinare il periodo lunare e solare che sta alla base dei primitivi strumenti predittivi e, in altre parole, del calendario che potesse porre in ordine temporale i diversi eventi.
Con l’affermarsi di un’economia agricola (neolitico ed epoche preistoriche successive), l'esigenza di manipolare uno strumento predittivo per stabilire e prevedere, durante l’anno, le epoche più significative legate alle diverse attività agricole, divenne un’esigenza vitale per la sopravvivenza d’intere comunità. I culti preistorici sono associati, in gran parte, a tali attività e ai momenti più rilevanti del ciclo solare, come i solstizi. E molti culti sopravvivono ancora oggi nelle tradizioni religiose e nel folclore.