De meeste asteroïden zijn zo klein en zo ver weg dat wij ze slechts als minuscule lichtpuntjes kunnen waarnemen. Zij worden ontdekt aan de hand van hun beweging voor de ‘vaste sterren’ aan de nachtelijke hemel. Wij komen meer over hen te weten door met behulp van grote telescopen het licht te bestuderen dat zij weerkaatsen.
Zelfs de Hubble-ruimtetelescoop kan echter niet veel over hen onthullen. Een van de meest interessante asteroïden is de metaalrijke Vesta. De beelden van de Hubble tonen een vrij ronde wereld met een grote inslagkrater.
Sommige aardscheerders zijn met behulp van radar bestudeerd. De radarecho's worden opgevangen door grote radiotelescopen en gebruikt om de vorm en grootte ervan vast te stellen.
Een paar asteroïden zijn door bezoekende ruimtevaartuigen nauwkeuriger onderzocht. De opnamen laten objecten zien met een heleboel kraters, wat betekent dat ze miljarden jaren lang zijn gehavend door botsingen. In 2000 werd NEAR Shoemaker het eerste ruimtevaartuig dat in een baan rond een asteroïde vloog. Het ruimtevaartuig eindigde zijn leven met een historische landing op Eros, een van de grootste asteroïden in de buurt van de aarde.
Het ruimtevaartuig Rosetta van de ESA is op weg naar een komeet ook langs twee asteroïden uit de hoofdgordel gevlogen: Steins en Lutetia. Met een diameter van ongeveer 130 km was Lutetia de grootste asteroïde die tot nu toe door een ruimtevaartuig is bezocht. De ESA onderzoekt tevens manieren om een asteroïde die op de aarde afkomt, van zijn koers af te brengen.
