La plupart des astéroïdes sont si petits et si éloignés que nous ne pouvons les distinguer que sous la forme de minuscules points lumineux. On les repère grâce à leur passage devant les ‘ étoiles fixes ’ du ciel nocturne. Nous en apprenons davantage à leur sujet en utilisant de grands télescopes pour étudier la lumière qu’ils réfléchissent.
Cependant, même le télescope spatial Hubble ne parvient pas à nous en apprendre beaucoup à leur sujet. L’un des astéroïdes les plus intéressants est Vesta, riche en métaux. Les images de Hubble montrent un corps céleste assez rond, doté d’un grand cratère d’impact.
Certains astéroïdes frôlant la Terre ont été étudiés à l'aide d'un radar. Les échos radar sont captés par de grands radiotélescopes et permettent de déterminer leur forme et leur taille.
Quelques astéroïdes ont fait l'objet d'études plus approfondies grâce à des sondes spatiales qui se sont rendues sur place. Les images montrent des objets parsemés de nombreux cratères, ce qui témoigne des collisions dont ils ont été victimes au cours de milliards d'années. En 2000, NEAR Shoemaker est devenu le premier vaisseau spatial à se mettre en orbite autour d’un astéroïde. Il a terminé sa mission par un atterrissage historique sur Éros, l’un des plus grands astéroïdes proches de la Terre.
La sonde Rosetta de l’ESA a également survolé deux astéroïdes de la ceinture principale – Steins et Lutetia – lors de son voyage vers une comète. Avec un diamètre d’environ 130 km, Lutetia était le plus grand astéroïde jamais visité par un engin spatial. L’ESA étudie également des moyens de dévier de sa trajectoire un astéroïde se dirigeant vers la Terre.
