Тригонометрия возникла и развивалась как часть астрономии. Вся история человечества сопровождалась наблюдениями за движением небесных тел, поэтому историю тригонометрии невозможно проследить до ее истоков. Как с имени Евклида можно начать отсчет развития геометрии, так с имени Птолемея (100-170) разумно связать исходную точку в описании астрономии и тригонометрии.

Клавдий Птолемей был одним из последних в ряду блестящих древнегреческих мыслителей. Его описание Солнечной системы в течение четырнадцати веков, вплоть до открытий Коперника, была общепринятой системой устройства Вселенной. Как «Начала» Евклида заключали в себе свод математических знаний, приобретенных человечеством, так и «Альмагест» Птолемея представлял собой исходную энциклопедию астрономии.
Астрономические таблицы Птолемея, сохранившиеся до нашего времени, равнозначны тригонометрическим таблицам, позволяющим вычислять синусы с шагом    с пятью верными десятичными знаками. Для построения таблиц Птолемею пришлось не только применить построенную к его времени евклидову геометрию, но и доказать много новых фактов.
Если мы с именем Декарта связываем включение геометрии евклидовых «Начал» в общий контекст математики, то аналогичную роль для тригонометрии птолемеева «Альмагеста» сыграл немецкий математик и астроном И. Мюллер (1436-1476), более известный под именем Региомонтана. Его труд «О треугольниках всех видов» содержал таблицы синусов через    с точностью до  7  знаков.
Так же, как корни, степени и логарифмы, до тех пор, пока они служат для формул, преобразований и вычислений, мы относим к алгебре, так и синусы – косинусы со всем калейдоскопом тригонометрических формул можно отнести к этому разделу математики. Новый этап в развитии и применении всех этих понятий наступает тогда, когда мы изучаем изменение их значений при изменении аргумента (числа или угла). Зная, как вычисляются синус, косинус, тангенс, котангенс для произвольного числа, мы построим соответствующие функции и будем изучать их свойства по общим правилам исследования функций. Так же и в истории тригонометрии на смену алгебре тригонометрических формул и преобразований пришел математический анализ тригонометрических функций. Начиная с основополагающих работ Ньютона, Лейбница и И. Бернулли, выполненных к началу XVIII века, роль тригонометрии в общей теории функции была прояснена в начале XIX века французским математиком Ж. Фурье, теория которого лежит в основе принципов передачи сигналов (звука, изображения и т. п.) вплоть до наших дней.
Современный вид учение о тригонометрических функциях приняло в работах Леонарда Эйлера.