ยานสำรวจอวกาศลำแรกที่เดินทางผ่านแถบดาวเคราะห์น้อยคือ ยานไพโอเนียร์ 10 ซึ่งเข้าสู่ย่านนี้เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1972 ในครั้งนั้นมีความวิตกกังวลกันอยู่ว่ายานจะถูกวัตถุในแถบหลักชนหรือทำให้เกิดความเสียหาย แต่ยานสำรวจอวกาศก็สามารถเดินทางผ่านแถบดาวเคราะห์น้อยไปได้อย่างปลอดภัย หลังจากนั้นมียานเดินทางผ่านอีก 9 ลำโดยไม่มีอุบัติเหตุใดๆ เลย ยานไพโอเนียร์ 11 วอยเอจเจอร์ 1 วอยเอจเจอร์ 2 และ ยูลีซิส เดินทางผ่านแถบหลักโดยไม่ได้ถ่ายภาพ ยานกาลิเลโอถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อย 951 แกสปราในปี ค.ศ. 1991 และภาพ 243 ไอดา ในปี ค.ศ. 1993 ยานเนียร์ ถ่ายภาพ 253 แมธิลด์เมื่อ ค.ศ. 1997 ยานคาสสินีถ่ายภาพ 2685 Masursky ในปี ค.ศ. 2000 ยานสตาร์ดัสต์ถ่ายภาพ 5535 แอนน์แฟรงค์ ในปี ค.ศ. 2002 ยานนิวฮอไรซันส์ถ่ายภาพ 132524 APL ในปี ค.ศ. 2006 และยานโรเซตตา ถ่ายภาพ 2867 Šteins ในปี ค.ศ. 2008[80] ความหนาแน่นของดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักนั้นต่ำมาก จนโอกาสที่ยานสำรวจจะชนเข้ากับดาวเคราะห์น้อยดวงใดดวงหนึ่งน้อยถึงหนึ่งในพันล้านทีเดียว[81]

ภาพถ่ายของดาวเคราะห์น้อยที่ถ่ายจากยานอวกาศนับจนถึงปัจจุบันล้วนเป็นการถือโอกาสเก็บภาพระหว่างที่ยานเดินทางผ่านโดยมุ่งหน้าไปยังเป้าหมายตามภารกิจของแต่ละยาน มีเพียงยานเนียร์และยาน Hayabusa ที่มีเป้าหมายในการศึกษาระยะเวลาวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยรวมถึงข้อมูลพื้นผิว ซึ่งเป็นการศึกษาดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกเท่านั้น ส่วนยานอวกาศดอว์น ได้รับมอบหมายพิเศษให้สำรวจดาวเคราะห์น้อยเวสตาและซีรีสในแถบหลัก ถ้ายานยังคงสามารถทำงานได้หลังการสำรวจดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ทั้งสองแล้ว ก็จะได้รับภารกิจสำรวจต่อเนื่องออกไปอีก[82]