Le cours s'intéresse au développement de structures dans l'Univers en expansion, à la formation des galaxies et des amas de galaxies à différentes époques, à la description du contenu en masse-énergie du fluide cosmique à travers le temps (équations de Friedmann), ainsi qu'aux phénomènes relativistes et la relation rayonnement-matière en particulier. L'abondance des éléments est explorée à travers une étude de la nucléosynthèse primordiale. Enfin, la physique des particules élémentaires est abordée plus généralement pour une meilleure appréhension de la génèse de l'Univers (le "Big Bang").