为距离的关系，从地球上所见的系外行星光度极弱，难以直接观察，虽然在2004和2005年已有直接观察到太阳系外行星的声明。因此必须以间接方式观测太阳系外行星，因为其母星所受到影响更容易观察。目前成功的方式包含都卜勒光谱、天体测量、微引力透镜、脉冲星计时法、凌日法。直到2011年9月15日，超过 90% 已知系外行星都由都卜勒光谱学法发现。
历史.奥托·斯特鲁维在1952年时曾建议使用强力的摄谱仪侦测系外行星。他指出一个如木星大小的巨大行星会使其母星轻微振动，这是因为两个天体会以两者质