太空望远镜的发射意味着，科学家能够通过电磁波谱中一般被大气层所遮掩的部分来观察宇宙。2016年，雷射干涉引力波天文台（LIGO）宣佈首次直接探测到源自黑洞碰撞的引力波讯号，展开了以引力波作天文观测的时代。
观测天文学.光，乃至电磁辐射，是人类对天象的主要观测途径。观测天文学的不同领域可依电磁波谱的区域所分，其中有的波长可从地球表面观测，称之大气窗口，有的则须要在高海拔甚至在地球大气层以外才能有效观测。
射电天文学.射电天文学利用波长超过1毫米左右的电磁辐射