Najednou museli všichni lidé hledět na nebesa jejich pouhýma očima. Úžasů, které tento proces odhalil, bylo dost, ale zavedení Galileova dalekohledu na počátku 17. století znamenalo velký a neustále se rozvíjející technologický skok vpřed v průzkumu lidstva nebesa. V dnešní době řada optických a neoptických přístrojů nadále rozšiřuje naše chápání a ocenění vesmíru.
Optické dalekohledy
Nyní nepostradatelný nástroj optického dalekohledu byl průkopníkem Galileo Galilei v roce 1609, ačkoli jiní do té doby vytvořili podobné nástroje. Pomocí svého „třímotorového dalekohledu“ objevil čtyři hlavní měsíce Jupitera i řadu dříve neznámých vlastností měsíce. V průběhu staletí se dalekohledy vyvinuly z jednoduchých ručních objektů k namontovaným zvířatům na observatořích hor a nakonec k dalekohledy obíhající kolem Země ve vesmíru, což přineslo výhodu eliminace atmosférického zkreslení vizuálu pole. Dnešní dalekohledy jsou schopné vidět téměř na okraj známého vesmíru, což dává lidstvu záblesk zpět v čase mnoha miliard let.
Rádiové dalekohledy
Na rozdíl od konvenčních dalekohledů rádiové dalekohledy detekují a hodnotí nebeské objekty pomocí nikoli světelných vln, které vydávají, ale jejich rádiových vln. Tyto dalekohledy nejsou tubulární, ale jsou postaveny ve formě parabolických talířů a jsou často uspořádány do polí. Pouze v důsledku těchto dalekohledů se objekty, jako jsou pulsary a kvasary, staly součástí astronomické lexiky. Zatímco viditelné objekty, jako jsou hvězdy a galaxie, vyzařují rádiové i světelné vlny, ostatní lze detekovat pouze pomocí radioteleskopů.
Spektroskopy
Spektroskopie je studium různých vlnových délek světla. Mnoho z těchto vlnových délek je pro lidské oko viditelných jako odlišné barvy; hranol například odděluje obyčejné světlo do různých spekter. Zavedením spektroskopie do astronomie se zrodila věda o astrofyzice, protože umožňuje vyčerpávající analýzu objektů, jako jsou hvězdy, což pouhá vizualizace neumožňuje. Například astronomové nyní mohou umístit hvězdy do různých hvězdných tříd na základě jejich odlišných spekter. Každý chemický prvek má svůj vlastní „podpisový“ spektrální obrazec, takže je možné analyzovat složení hvězdy vzdálené mnoho tisíc světelných let za předpokladu, že ji mohou astronomové sbírat světlo.
Hvězdné mapy
Bez dalekohledů, dalekohledů a dalších pozorovacích nástrojů by hvězdné mapy neexistovaly tak, jako dnes. Hvězdné mapy však kromě toho, že slouží jako průvodci oblohou pro astronomy a pouhé nadšence pro astronomii, sloužily jako důležité nástroje v nearomatických oblastech života, jako je námořní navigace. Díky internetu a dalším moderním médiím jsou hvězdné mapy - mnoho z nich interaktivní - téměř všudypřítomné. Hvězdné mapy však existují v nějaké formě po mnoho tisíciletí. V roce 1979 archeologové skutečně objevili slonovinovou tabletu starou přes 32 500 let a věřili, že mimo jiné zobrazují souhvězdí Orion.