微波背景輻射追溯到大爆炸後大約40萬年，光子在早期宇宙中徘徊，就像在濃霧中漫遊一樣。因此我們看到的微波背景輻射地圖，其實就是在回顧宇宙大爆炸之後38萬年至40萬年的時候，那時候的宇宙仍然是不透明的。
關於微波背景輻射的發現其實是個意外，1965年貝爾電話實驗室的兩名研究人員在調節一個無線電接收器的時候偶然發現了奇怪的噪音，並且很快意識到整個天空都充滿了這樣的噪音。這次偶然的發現讓嬰兒宇宙真相大白，原來這個噪音可追溯到138億年前。
微波背景輻射對科學家是很有用的，有助於我們瞭解嬰兒宇宙是如何形成的，在大爆炸發生之後的38萬年，宇宙空間還很小，而且處於均勻的溫度分佈狀態中，波動很小。美國科學家的宇宙印象認為，正是這些波動導致了後來星系大規模天體結構的出現，宇宙學家可以瞭解星系的起源，測量宇宙大爆炸理論的基本引數等。
第一個基於全天的COBE宇宙背景探測器於1989年發射，展示了以前從未見過的宇宙結構，也造就了多位諾貝爾獎得主。2003年，威爾金森微波各向異性探測器繪製的輻射分佈圖也出來了，科學家這才發現最古老的恆星大約在宇宙大爆炸之後2億年開始出現，比之前估計的要早很多。
科學家還發現天空兩個半球的平均溫度不對稱，宇宙中存在一些暗區，這就是所謂的冷斑區域。2013年，歐洲航天局普朗克太空望遠鏡觀測資料釋出，這是迄今最為精確的微波背景輻射影象，但問題在於科學家發現微波背景輻射在大尺度上的波動與預測不符，這也間接證明了暗物質和暗能量對宇宙的印象我們仍然沒有搞清楚。
