Foruten via fotoner, finnes noen ytterligere metoder for å samle informasjon om avsidesliggende astronomiske objekter. Innen nøytrinoastronomien, som krever miljøer uten forstyrrelser, har man benyttet seg av underjordiske anlegg som SAGE og GALLEX. Der er KamiokaNDE II/III og IceCube de nå mest avanserte for å oppdage det fåtallet av nøytrinoer som kan fanges inn. Disse kommer først og fremst fra solen, men nøytrinoer er også supernovaers viktigste ytring. Kosmisk stråling består av partikler med svært høy energi. De ferdes med hastigheter nær lysets og har i mange tilfeller uforklarlig høy kinetisk energi (opp over 10 eV), betydelig høyere enn hva som kan oppnås i partikkelakselerator (rundt 10–10 eV). Fremtidige nøytrinodetektorer beregnes å kunne oppdage nøytrinoer som skapes når kosmiske partikler treffer jordens atmosfære Gravitonastronomi er et tentativt nytt vindu med gravitasjonsbølger som budbringere. Et par gravitasjonsbølgedetektorer har blitt bygd for å måle disse små forstyrrelsene i romtiden. Disse er imidlertid svært vanskelig å oppdage, og det største anleggets (LIGO) internasjonale samarbeid (LSC) jobber foreløpig med indirekte observasjoner. For objekter innen solsystemet har direkte undersøkelser av utenomjordisk materie som transporteres til jorden kunnet gjennomføres. Materien har enten blitt ført til jorden med hjelp av romfartøy som de steinene Apolloprogrammet hentet hjem fra Månen, eller i form av meteoritter som har slått ned på jorden. Man har også gjennomført undersøkelser på stedet ved hjelp av roboter, for eksempel Spirit, Opportunity og Phoenix på Mars.