1、实际观测：望远镜观测、宇宙飞船、人造卫星、光谱分析、宇宙射线分析等等
2、理论推导：如建立恒星演化理论、双星理论、宇宙大爆炸理论，著名的神秘天体“黑洞”就是通过理论推导出来的。科学家们用物理、数学等各方面知识在宇宙观测基础上建立理论，并服务于观测，比如天王星、海王星、冥王星等都是通过理论发现其可能存在，并预测其轨道而发现的。
3、实验：著名的粒子对撞机就是为了研究宇宙学和高能物理学而建的试验设施，据说大型的粒子对撞机可以模拟宇宙大爆炸刚发生万分之一秒前的情景。
是通过天文望远镜来观测宇宙的。
