A csillagászati műholdak és űrtávcsövek a világűrből végeznek csillagászati megfigyeléseket. Ezek a műholdak új távlatokat nyitottak a csillagászati kutatás terén.
A Földről végzett megfigyelésekben a légkör zavaró hatása csökkenti a felbontóképességet, növeli a fényszóródást és csak bizonyos hullámhosszakon átlátszó. A légkör hatásainak kiküszöbölésével javulnak a körülmények. Földi távcsövek a légköri turbulenciát adaptív optikával ellensúlyozzák.
A Földről csak optikai- és rádiótartományban lehet megfigyelni az égboltot, a világűrből már látható a gamma-, röntgen-, ultraibolya- és infravörös tartomány is.