为了探测紫外线、X射线和伽马射线辐射，美国国家航空航天局在1966-1972年制定了一系列太空观测计划，称为轨道天文台(OAO)。OAO的成功观测也鼓舞了人们后来对哈勃太空望远镜的研发。

哈勃太空望远镜(HST)是最著名的望远镜之一。经过了20年的研究和制造，它最终于1990年被送入离地600千米高的轨道上。

哈勃太空望远镜安装了多种探测器，可以探测到紫外线、可见光和红外线等射线；还安装了能拍摄更暗天体的照相机。截至2015年，哈勃望远镜在地球轨道上运行了54亿多千米，执行了120多万次观测任务，观察了超过38000个天体。

和哈勃望远镜一样，还有许多其他的空间望远镜正在帮助人们了解这片神秘的太空。开普勒望远镜在恒星的周围发现了数以千计的行星，并描绘了它们的特征。赫歇尔空间望远镜(主要探测远红外线)可以探测更深处的彗星和尘云，用于研究星系的形成、进化，恒星的形成，太阳系天体的大气的化学成分，宇宙中的化学分子等。

2016年，斯威夫特探测器(主要探测紫外线)探测到了极超新星ASASSN-15lh(比正常超新星亮几十倍);钱德拉太空望远镜定位到两个神秘的X射线源，它们在某一时刻发出的X射线达到双星系统的数千倍之多。次年，中国发射了第一颗X射线空间天文卫星“慧眼”,用于研究黑洞以及脉冲星、中子星。

人们可以通过不同望远镜的组合在不同波段范围内拍摄图像，从而更好地理解天体能量的发射机制，以及恒星的演化。对于我们每天都能看到的太阳，无论从地面还是太空，人类一直都在对其进行所有波段的观测和拍摄，跟踪它磁场的变化、黑子、耀斑以及太阳风与地球的相互作用。