第一种 过境法
当行星穿过恒星的时候，就会阻挡住恒星的部分光线，因此通过观察恒星的亮度就可以观察是否有行星的存在。NASA在2009年3月发射了一个开普勒宇宙飞船来进行观测，至今已经发现了2700多颗可能的行星。此外，天文学家通过观测行星穿过恒星的时间变化，可以进一步来观测围绕着这颗恒星的其他行星的存在。
第二种 引力透镜
引力透镜是一种特殊的光学效应。假如地球与另一个天体之间存在着一个强引力场天体，当这三个天体差不多在一条直线上时，强引力天体附近的时空弯曲会让远方的光无法以直线的形式到达地球，因此在地球上观测到的光实际上是偏离原本方向的。我们可以想象成一个透镜对光线进行了折射。
因此，当地球观察一个大质量的物体从一颗恒星面前经过时，就产生了类似的透镜效应。科学家可以通过研究这种光亮的亮度和暗度来进行观察。引力透镜法适合去研究较远的行星，包括那些没有母恒星，在太空漫游的“流氓流星”。
第三种 照片证据
这也就是说通过仪器和望远镜直接拍摄到了天体的真实图像。比如NASA可以直接通过哈勃望远镜对一些行星的样子直接进行成像，此外夏威夷的凯克天文台、智利的欧洲南方天文台的望远镜，以及其它的望远镜都得到过类似的照片证据。
第四种 脉冲星计时
脉冲星是旋转的中子星，是恒星高密度的残留物，会不断地发出电磁脉冲信号，而脉冲星计时是以毫秒脉冲星的自转周期为基准所建立的，专门用来探测脉冲星的方法。通过无线电脉冲的时间计算可以来研究轨道卫星的存在。
科学界最早就是用这种方法发现了太阳系以外的星系的。
第五种 多普勒方法
多普勒效应是指物体辐射的波长会因为波源和观测者的相对运动而产生变化。通过红移和蓝移，我们可以计算出跟寻波源方向的行星轨道的运动，比如若处于运动的波源前面，光波则会被压缩，波长变短，频率变高，处于波源后面则反之。
这种方法测量了运动行星的径向速度，计算了行星相对于恒星所产生的相对位移，也就是在围绕恒星运动时所产生的微小摆动。
目前也有很多系外行星是通过这种方法发现的，用来观测的仪器主要是摄谱仪，它能够对光谱进行分析，并且分解出不同波长的光。
第六种 狭义相对论
根据相对论的原理，光会聚集在恒星运动的方向上，因此天文学家就可以通过观测恒星在被行星拉扯的过程中，是否有出现光子的堆积情况，就可以判断恒星是否存在轨道行星。
爱因斯坦的行星（开普勒-76b行星）正是通过这种方法所发现的，之后采用了多普勒方法进一步验证了。
第七种 天体测量学
天体测量学是依靠对太空中的行星运行轨道进行计算而得出精确结果的一种方法。事实上，很多天文学家一直都尝试着使用天体测量的方法来寻找外星，比如欧洲航天局在2013年发射上天的盖亚任务，确认了十亿颗恒星的位置、距离以及每年的运动量。并且侦查了数万个太阳系外的行星系统。
