Oddělení meziplanetární hmoty zkoumá planetky pomocí 65cm dalekohledu (4. největší v ČR). Ondřejovská hvězdárna se mimo jiné zasloužila za objev několika stovek asteroidů. Další oblastí výzkumu je sledování meteoritů pomocí automatických kamer. Po úspěchu s příbramským meteoritem v roce 1959 začalo oddělení budovat nejprve národní a později evropskou síť meteorických kamer, z níž vznikla evropská bolidová síť. Mezi lety 1958 a 2006 se ke sledování využíval i meteorický radar, který je umístěný na tzv. radarové louce. Mezi úspěchy astronomů z Ondřejova patří například určení dráhy a původu Čeljabinského meteoru.