我们从小到大，从行星、恒星、星系到黑洞一个一个来：
地球的测量
1797年卡文迪许的扭秤实验利用两个已知质量的小物体，成功得到了牛顿万有引力公式中的引力常量G。
利用牛顿的万有引力公式，已知地球施加给你的万有引力F、引力常量G，以及你自身的质量M0。就可以反推计算出地球的质量M地，这部分在高中物理中有提及。
恒星的测量
恒星中先拿太阳举例，我们已经可以测量地球的质量M地，也容易知道地球的公转周期T和轨道。而这地球公转周期和轨道是遵循开普勒三大定律的，由地球和太阳的质量决定，可用来反推太阳质量M太阳。
再从太阳推广到其他恒星：
其他恒星的质量常用“质光公式”来计算，原理是：恒星的光度与其质量存在一定关系，不同质量范围的恒星对应的公式系数不同。也因此不适用于红巨星（濒临死亡的恒星）和白矮星（死亡后并处于简并态的恒星）。质光公式如下（L⊙和M⊙是太阳的光度和质量，并且1<a<6）：
另一种方法是借助“引力透镜”，依据有质量的物体会扭曲空间的相对论效应，当光线经过恒星时，方向会发生小角度的弯折，弯折的角度与恒星质量相关。用望远镜等观测到折射的角度，就可以估算恒星的质量。这里提到的光线，指的是待测恒星背后的，来自其他恒星的光。
星系的测量
计算星系的质量自然不是把里面的每颗恒星、行星、彗星的质量相加。而是将星系中的每颗星球简化为一个点，可以为星系构建出理论模型。不同质量的星系会表现出不同的悬臂、不同的角速度等特征，而这些量是可观察并直接测量的。将这些可测量的量代入模型中，就可以估算星系的质量。注意到影响星系特征的不仅有星球，还有暗物质（一种有质量但很难被直接观测到的物质，几乎不与其他物质发生相互作用），现代的星系质量数据都是考虑了暗物质影响的。
黑洞的测量
其实黑洞的测量也并没有特殊，地球上的物理学家同样根据基础理论（万有引力、相对论）对黑洞构建了数学模型：
早期黑洞质量的测量与双星的测量方法类似，找到黑洞附近的另一可见天体，二者的质量决定了彼此的运动状态（周期、角速度、轨道半径等），恒星的质量好说，黑洞就可据此计算出来。不过此方法并不准确。随着对黑洞的认识加深，科学家还可以根据黑洞引起的吸积盘的形态来计算黑洞质量。而最新的测量方法，就是去比较黑洞不在时和黑洞经过时，黑洞附近环绕的冷却气体云的动态性。黑洞的引力是引起气体动态运动的原因，科学家可据此推测出黑洞的质量下限。
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