宇宙化学
光学望遠鏡、電波望遠鏡、宇宙望遠鏡等の天体望遠鏡を用いて、各周波数領域のスペクトルを観測することができる。この観測により、天体の化学的な組成や、温度や密度といった物理的な状態を知ることができる。これらの解析は実験室で行われる分光学的実験の結果に基づいて行われる。
電波望遠鏡を用いた分子の純回転遷移の観測は、遷移の周波数が分子固有の物であるので、原子数の少ない分子に対しては数本の遷移を観測することにより、精確に分子を同定することができる。また、特徴的な振動準位または電子状態を持つ分子は、光学望遠鏡を用いた 赤外または紫外・可視光線スペクトル観測により分子を同定することができる。これらの方法により、現在130種類以上(イオンを含む、同位体置換体を除く)の星間分子が、星間空間に存在することが知られている。
望遠鏡の性能の向上に伴って、この分野も発展をとげた。