由于天体离我们十分遥远，我们很难去现场收集样本，只能通过天体发出的电磁波、引力波、中微子、宇宙线等来观测它们。由于电磁波到达地球速度相对较快，也比较容易被探测，因此电磁波通常是科学家用来探测天体的首选。

这些电磁波的波长范围非常宽，从小于0.1纳米到几十米。由于地球大气层的阻挡，人类起初还无法观测到高能辐射，如伽马射线、X射线、紫外线、红外线；只能观测到达地面的、波段为390～760纳米的可见光及无线电波。在可见光区域，蓝色光对应的波长最短，红色光对应的波长最长，由于波长越短，温度越高，因而蓝色恒星表面比红色更热!

为了摆脱大气层对天文观测的影响，进入太空就成为一个理想的解决办法。空间望远镜上所载的仪器能接收到地面无法观测到的波段，还能获得更准确的图像(不会受到大气湍流的扰动),让人类对恒星的演化有了新的认识：

伽马射线和X射线：研究宇宙中的类星体、坍塌的中子星、尘埃云、气体云、黑洞等高温天体的崩塌或相撞。

紫外线：研究早期或晚期的恒星，如白矮星、中子星、双星系统、热矮星和超新星事件。

红外线：研究恒星和星系的形成，以及不同时期天体的结构。

可见光：测量恒星密度、温度、距离或亮度，估计恒星的质量，及其在星团中的数量。