天文研究的對象規模巨大，時間極長，物理特性極端，很難在地面實驗室進行模擬。所以天文學的研究方法主要依靠觀測。由於地球大氣層對紫外線、X射線和γ射線是不透明的，所以許多太空探索的方法和手段相繼出現，如氣球、火箭、人造衛星和宇宙飛船。
擴展數據:
天文學的研究意義
天文學在人類文明的早期歷史中占有非常重要的地位。埃及的金字塔和歐洲的巨石陣是著名的史前天文遺址。哥白尼的日心說曾經把自然科學從神學中解放出來；康德和拉普拉斯關於太陽系起源的理論，打開了18世紀形而上學自然觀的第壹個缺口。
牛頓力學的出現，核能的發現等對人類文明有重要作用的事件，都與天文研究密切相關。目前，對高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究可以極大地促進現代科學的發展。研究太陽和太陽系中的天體，包括地球和人造衛星，在航空航天、大地測量、通信和導航方面有許多應用。
天文學遵循觀察-理論-觀測的發展路徑，不斷將人們的視野延伸到宇宙新的深度。隨著人類社會的發展，天文學的研究對象已經從太陽系發展到整個宇宙。
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