空間天文學實驗方法是在大氣高層或外層空間進行天文探測實驗的方法。60年代以來，是將載有科學儀器或科技人員的太空飛行器，發射至幾百公里以上的外層空間，建立空間實驗室或實驗站，通過照相、電視、自動測量、採樣分析、實地考察等手段進行天文實驗。它不同於傳統的光學或射電天文學方法的是，大多採用各種核輻射探測技術，利用電磁輻射的光電、光致電離、γ電子對轉換等效應，來測量天體的輻射通量和能譜。在空間天文實驗方法中，從紫外線、軟X射線直到高能γ射線，所用探測儀器主要有光電倍增管、電子計數器、電離室、正比計數器、閃爍計數器、切連科夫計數器和火花室等。在這些輻射波段里，一般的光學成像方法已失去作用，遠紫外和軟X射線波段已使用掠射光學原理進行聚光和成像，但在硬X射線和γ射線波段尚無有效的聚光和成像方法。為了確定各種輻射源的方位，採用定向準直技術。已廣泛採用的準直器有絲柵型、板條型、蜂窩狀等類型。
為了確定各輻射源的輻射譜，在空間天文實驗中充分利用了分光技術。傅立葉光譜技術近年已在紅外波段套用，在光子能量較高的X射線波段，採用多能道脈衝高度分析技術可獲得很高的能量解析度。紫外光柵、X射線掠射式光柵、透射光柵、布拉格晶體衍射光柵等傳統的分光技術，在空間天文實驗中也得到充分利用和發展。空間天文研究始於20世紀40年代，經過半個世紀的探索，在近地空間、行星及行星際空間方面取得許多重大突破性的發現，更新了許多有關月球、行星及行星際空間的傳統知識，揭示了行星際磁場的圖像，發現地球周圍存在一個複雜而巨大的磁層，從而改變了原來的日地空間概念。70年代起，空間天文學實驗開始拓向銀河系輻射源，並正在向河外源擴展。隨著運載工具的發展和新實驗方法的湧現，天文學中的許多重大課題，也將依靠該法去解決。
