宇宙空间的尺度大得令人绝望，即使是离我们最近的恒星，在我们用望远镜看起来都只是一小团光点，而围绕着它们运行的行星（如果有的话），其体积和质量还要比主恒星要小很多。一般来说，行星的体积和质量都不可能支持其发生核聚变而发光的，行星所发出的光都是反射光，而这些微弱的光芒通常都会被恒星发出的强光所掩盖，太阳系外的行星是很难被直接观测到的。
长久以来，能够确切的证实“在太阳系外有行星的广泛存在”这一目标是天文科学家一直所追求的，为此天文科学家们想出了很多方法，现在我们就来简单的了解一下。假设我们在一根棍子拴上绳子，并在绳子的末端绑上一个重物，然后我们有规律的摆动棍子，重物就会围绕着棍子做圆周运动。当我们停止动作的时候，重物依然会在惯性的作用下围绕着棍子运动，这时我们就可以观察到在重物牵引力的作用下，棍子也会跟着一起摇摆。同理，当一颗行星在围绕着它的主恒星运行时，在行星的引力作用下，主恒星也会产生摇摆，其摇摆的程度与行星的质量成正比关系。
根据多普勒效应，当一颗恒星向观测点靠近的时候，它的光谱会偏向蓝色，而当它在远离观测点的时候，它的光谱则会偏向红色。值得一提的是，现代高精度的光谱仪可以将这个移动速度精确到每秒钟1米！天文科学家利用这些先进的观测设备对目标进行长时间的观测，在固定时间段内，如果观测目标会进行周期性的摆动，就可以推断出该恒星受到了其它天体的引力作用。
但这时还不能确定这个天体就是行星，因为在宇宙中存在着大量的双星系统，两颗相领的恒星也有可能会产生这种情况。因此天文学家会根据已观测到的数据对这个天体的质量进行计算，如果这个天体的质量远小于恒星，那就可以肯定它是系外行星了。这种观测方法被称之为“多普勒效应法”，是目前天文科学家观测系外行星的主要方法之一，但这种方法有一个缺陷，那就是它只能测出行星的质量，而测不出行星的体积。
为了能够测出系外行星的体积，天文科学家使用了另一种方法。当一颗系外行星在穿越其主恒星与观测点之间时，它会遮挡住主恒星的一小部分光线，这种微小的光线改变可以被我们灵敏的望远镜捕捉到。当我们用望远镜长时间的观测目标时，如果发现观测目标所发出的光线在规律的出现变暗，并且会持续一个固定的时间段，那就可以推断出系外行星的存在了。行星从恒星和观测点之间穿过这种现象被称为“凌日”，所以这种观测法就被称之为“凌日观测法”，由于在凌日过程中主恒星的光线变暗程度与行星的体积成正比，所以利用这种方法可以方便的测量出系外行星的体积。
这两种方法是目前天文科学家观测系外行星的主要方法，通过对两种方法综合应用，我们就可以清楚的了解到系外行星的质量和体积，从而计算出它的密度。另外，在凌日的过程中，主恒星发出的光会透过系外行星的大气层，科学家们就可以通过对这些透过行星的光线所形成的光谱进行分析，从而推测出该行星的元素组成。目前发现的系外行星大多是通过以上两种方法发现的，顺便提一下，通过光谱分析，天文科学家在上个世纪还发现了一颗黄金做的星球，只是离我们太远不能开采，真是可惜。
对于系外行星还有一些其它的观测方法，如引力透镜法、脉冲星计时法、恒星盘观测法、凌日时间变分法等等，它们有的是基于上述两种方法的变种，有的应用范围很低窄，这里就不一一介绍了，相信随着科技的进步，会发现越来越多的系外行星，说不定到时候我们会惊讶的发现，原来宇宙到处都是地球。
