در جست‌وجوی فهم کیهان سفری است برای کنجکاوی در باب ناشناخته‌های عالم، از انبساطِ کیهان گرفته تا سیاهچاله‌ها و ماده و انرژیِ تاریک و حیات فرازمینی. این سفر در بسترِ تاریخ علم و به‌خصوص تاریخِ فیزیک از دوران باستان تا زمان معاصر رخ می‌دهد. در اثنای این سفر در فضا و زمان، به بررسی ساختار و تحول ستارگان و کهکشان‌ها می‌پردازیم. سپس با کاوش دربارهٔ مدل مهبانگ، تابش زمینۀ ‌کیهانی و ساختارهای بزرگ‌مقیاس به بررسیِ آغاز و ساختار و تاریخچهٔ کیهان می‌رسیم. در خلالِ سطرهای این کتاب بنیادهای فیزیکِ نیوتنی، الکترومغناطیس، مکانیک کوانتومی، نسبیت خاص و عام و کیهان‌شناسی بازگو می‌شود.