A legtöbb aszteroida olyan kicsi és olyan messze van, hogy csak apró fénypontokként láthatjuk őket. Az éjszakai égbolton a ‘rögzített csillagok’ előtt végzett mozgásuk alapján fedezzük fel őket. Nagy teleszkópok segítségével tanulmányozzuk a visszavert fényüket, és így tudunk meg róluk többet.
Még a Hubble űrtávcső sem képes azonban sokat elárulni róluk. Az egyik legérdekesebb aszteroida a fémben gazdag Vesta. A Hubble felvételei egy meglehetősen kör alakú égitestet mutatnak, amelyen egy nagy becsapódási kráter látható.
Néhány, a Föld közelében elhaladó aszteroidát radarral vizsgálták. A radarvisszhangokat nagy rádióteleszkópok veszik, és ezek segítségével határozzák meg az aszteroidák alakját és méretét.
Néhány aszteroidát űrhajók segítségével már részletesebben is vizsgáltak. A képeken olyan objektumok láthatók, amelyek számos kráterrel rendelkeznek, ami azt bizonyítja, hogy milliárd éveken át ütközéseknek voltak kitéve. 2000-ben a NEAR Shoemaker lett az első űreszköz, amely pályára állt egy aszteroida körül. Az űreszköz pályafutását egy történelmi jelentőségű leszállással zárta az Eroson, az egyik legnagyobb Föld-közeli aszteroidán.
Az ESA Rosetta űrszondája a üstökös felé tartó útja során két főövi aszteroidát – a Steinst és a Lutetia-t – is elrepült. A mintegy 130 km átmérőjű Lutetia volt a legnagyobb aszteroida, amelyet eddig űrszonda látogatott meg. Az ESA emellett azt is vizsgálja, hogyan lehetne pályáról letéríteni egy Föld felé tartó aszteroidát.
