กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นผู้แรกที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ในการส่องดูท้องฟ้าและบันทึกสิ่งที่เขามองเห็น นับแต่ยุคสมัยนั้น ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ก็พัฒนาก้าวหน้าขึ้นเรื่อย ๆ ตามที่เทคโนโลยีด้านกล้องโทรทรรศน์พัฒนาขึ้น

การแบ่งประเภทของดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์แบบดั้งเดิม นิยมแบ่งตามย่านของคลื่นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการสังเกตการณ์ ดังนี้

• ดาราศาสตร์เชิงแสง
• ดาราศาสตร์อินฟราเรด
• ดาราศาสตร์วิทยุ
• ดาราศาสตร์พลังงานสูง ได้แก่ ดาราศาสตร์รังสีอัลตราไวโอเลต ดาราศาสตร์รังสีเอ็กซ์ และ ดาราศาสตร์รังสีแกมมา