Potrivit NASA, instrumentele moderne ale astronomilor includ telescoape avansate capabile să studieze lumina reflectată de soare, lună, planete, comete și stele. Telescoapele radio sunt utilizate în studiul undelor radio, radiotelecomia cu raze gama de spațiu suportă studiul radiațiilor gamma.
Diferite tipuri de echipamente sunt folosite pentru astronomie, în funcție de secțiunea spectrului electromagnetic pe care un astronom trebuie să o respecte, potrivit Astronomiei Online. Astronomii folosesc telescoape și vase radio de pe suprafața Pământului pentru a observa lumina vizibilă, undele radio și razele apropiate ale infraroșiei. Dispozitivele telescoape suplimentare de sport, cum ar fi aparate de fotografiat cuplate cu încărcătură fără filme, o gamă de filtre și spectrometre. Aceste instrumente permit captarea fenomenelor care nu sunt vizibile cu ochiul liber.
Astronomia mainstream adoptă din ce în ce mai multe instrumente specializate, cum ar fi detectoarele de neutrini subterane și detectorii de unde gravitaționale. Telescoapele și farfurii radio pot fi de asemenea utilizate în perechi pentru a introduce interferometre, care îmbunătățesc capacitățile de rezoluție pentru a oferi imagini mai clare. Civilizațiile timpurii nu au folosit echipamente astronomice pentru a studia stele, deși au observat și au încercat să le înțeleagă. Galileo a inventat primul telescop și a folosit-o la începutul anilor 1600 pentru a observa craterele de pe suprafața lunii, semne întunecate pe suprafața soarelui și mici luni care se învârteau în jurul lui Jupiter. Un telescop, indiferent cât de complex, lucrează pe principiul refracției sau al reflexiei.