工欲善其事，必先利其器，有了合適的工具，事情便會事半功倍。這一點在太空探索上有明顯的體現。從早期用肉眼觀察到現在的用天文望遠鏡、射電望遠鏡巡視；從早期簡陋的探天工具到如今的航天飛機、航天飛船、空間站、太空機器人等，人類探索太空的工具可以說是發生了翻天覆地的變化，這些巨大變化獲得了不菲的成績，表明了人類的智慧和偉大，如今，隨著探索太空的要求不斷提高，更多更先進的探天工具也必將不斷出現。
天文台
天文台是天文工作者觀測星空，從事天文研究工作的地方。天文台上一般都配有各種大型的天文望遠鏡及其他各式各樣的天文儀器口。它的主要工作就是觀測天體、分析觀測資料，利用觀測事實來檢驗理論模型，同時，通過理論來指導實測，從而揭示太空奧秘。為了減少地球大氣的幹擾，減少燈火噪聲幹擾，天文台一般都遠離鬧市，建在山上。
天文台具有圓堡形的立體建築，它們是用來安置和保護天文望遠鏡的地方。圓堡的頂部有一個長長的天窗，用時打開，不用時關上，還可以隨意轉動，使望遠鏡對準天空中任何一個地方。為了防止屋內晝夜溫差過大，圓堡的外麵南京紫金山天文台都塗了一層銀粉漆，可以反射太陽光。
我國有著名的紫金山天文台、北京天文台、上海天文台、雲南天文台、陝西天文台和台北市天文台等；世界上有英國皇家格林尼治天文台、美國的海爾天文台、美國莫納克亞天文台、美國國立天文台、日本飛彈天文台、法國上普羅旺斯天文台等等。
太空奧妙的探索“工具”我國是世界上天文學發展較早的國家之一，天文觀測具有悠久的曆史。相傳在夏代就有天文台，那時稱“清台”。商代的天文台叫“神台”。到了周代改稱為“靈台”。以後，曆代天文台又有觀象台、觀星台、司天台、瞻星台等名稱。
早期的天文台既是觀測星象的地方，又兼作祭祀活動的場所。古代帝王在這裏祀天，同時任命專職人員在這裏觀測天象，占卜吉凶，編算曆書，“敬授民時”。隨著社會的發展，祀天和觀天逐漸分離，專門從事天文觀測的天文台開始逐漸獨立出來。由於觀測天象與古代農牧業生產活動關係十分密切，司天機構在我國一直受到高度重視。除特殊情況外，曆代觀象台和觀天設備都建設在京城。
我國現在尚存有幾處古天文台遺址，其中保存較完好的有河南登封古觀星台和北京古觀象台。另有洛陽靈台，坐落於河南偃師縣，它曾是東漢時期一座規模宏大的天文台。相傳著名科學家張衡曾在靈台工作過，不過現在早已變成廢墟。據史書記載，洛陽靈台在全盛時期曾呈現一派繁忙景象。靈台高約20米，其台基約50米見方。全台有工作人員43人，分工極為詳細，觀測項目應有盡有。因此，漢代時期我國天文學十分發達，在世界上居於領先地位。
登封古觀星台坐落在洛陽東80多千米遠的登封縣告成鎮，是我國現存最早的天文台建築。始建於元世祖至元六年（1279年），距今已有700多年曆史。聳立著的高台和台下的一條長堤恰好組成一具特殊的圭表。高台即為立表，高946米；長堤相當於土圭，稱為量天尺，長3119米，位於正南北向。
北京古觀象台在建國門內立交橋西南側，建於明代正統七年至十一年（1442~1446），曆經明清兩代，容姿未衰。辛亥革命後，古觀象台屬於教育部，成為北洋政府時期的中央觀象台。從明正統年間到1929年止，北京古觀象台連續觀測近500年，創造了連續觀測最久的世界紀錄。
北京古觀象台發裝有八件清代製作的天文觀測儀器（天體儀、辦道經緯儀、黃道經緯儀、地平經儀、象限儀、紀限儀、地平經緯儀和璣衡撫辰儀），它們以造型美觀、雕刻精細、工藝精致而著稱於世，1983年4月1日經整修正式對外開放。
星圖和星表
星圖和星表是人們從事天文觀測和研究必不可少的工具之一，就像我們學習地理知識少不了地圖一樣。
全天星圖
人們把天上的星星按其在天球上的位置投影在一個平麵圖上，就繪成了一幅幅星圖。早在公元705年左右，我國就有了“敦煌星圖”。這是世界上現存的記載星數最多、最早的星圖之一。繪製於公元1247年的蘇州石刻星圖，也是我國流傳至今的最早最完整的星圖之一。
準確的星圖是天文學家的好幫手。天文學家可以依靠星圖來辨認星星，發現過去沒有觀測到的天體，如突然爆發變亮的新星、超新星，悄悄來臨的彗星等。1781年赫歇耳發現天王星，1846年亞當斯和勒威耶發現海王星，1801年皮阿齊發現第一顆小行星，都有星圖的一份功勞。