Позаатмосферна астрономія, наукова дисципліна, що використовує для досліджень астрономічні інструменти, що піднімаються за межі щільної атмосфери. Прагнення винести наглядові інструменти за межі атмосфери пов'язане з тим, що її прозорість обмежена лише двома порівняно вузькими спектральними областями: видимим світлом (довжина хвилі 3000—7500å) і радіодіапазоном (від 1,25 см до 30 м-код ). Що приходять від Сонця і інших астрономічних об'єктів випромінювання в інших довжинах хвиль в тій або іншій мірі поглинаються в основному водяною парою, вуглекислим газом, озоном. Поглинання швидко убуває з висотою над поверхнею Землі головним чином за рахунок зменшення вмісту пари води. Значні перешкоди в наземних спостереженнях обумовлені також запиленою атмосфери, хмарами і заломленням світла на термічних неоднородностях атмосфери, таких, що викликають мерехтіння.
Для проведення позаатмосферних астрономічних спостережень використовують ракети, порівняно невеликі штучні супутники Землі і частково космічні зонди. За допомогою інструментів, встановлених на ракетах, отримані спектрогеліограмми — фотографії Сонця в ультрафіолетових променях, в спектральних лініях випромінювання водню і кальцію, що представляє великий інтерес для вивчення активних областей Сонця. Отримані також спектри випромінювання Сонця в ультрафіолетовій і рентгенівській областях спектру, що дозволяє вивчати як активність Сонця, так і механізм дії його на верхню атмосферу Землі. Виміри довгохвильового і короткохвильового випромінювання небесних світил проведені за допомогою штучних супутників Землі і космічних зондів «Електрон» і «Зонд» (СРСР), «ОСО» і «Солрад» (США) і ін., експерименти по фотографуванню піднебіння в ультрафіолетовій і рентгенівській областях спектру здійснені за допомогою ракет і т.п.
Позаатмосферні дослідження доповнюють результати наземних астрономічних спостережень. Так, пролітні і посадочні експерименти (вперше початі в СРСР в 1959) для вивчення фізичних характеристик Луни, Марса і Венери (космічні апарати серій «Луна», «Венера», «Зонд» — СРСР, «Сервейор», «Лунар орбітер», «Марінер» — США) значно поглибили знання фізичних умов на цих небесних тілах. Велике значення в цьому відношенні мали спостереження (вперше в 1969) американських космонавтів на поверхні Місяці і особливо астрономічні експерименти, виконані за допомогою радянських апаратів — автоматичної станції «Луна-16» і рухливій лабораторії на поверхні Луни — «Місяцехід-1» (з 18 листопада 1970). До області Ст а. відносяться дослідження магнітних полів в околицях небесних тіл і в міжпланетному просторі, корпускулярних потоків і космічних променів, вивчення твердої компоненти міжпланетної речовини. Узяття проб мікрометеорних часток і реєстрація зіткнень з мікрометеорними частками, що широко проводилися в СРСР і США, дали результати, істотно доповнюючі ті дані, які були отримані шляхом вивчення крупних метеоритів, що впали на Землю, і наземних відкладень мікрометеорної речовини.
До Ст а. можна віднести і балонну астрономію, що використовує для підйому астрономічних інструментів, у тому числі і телескопів, великі аеростати, що досягають висот 30 км. і більш.
В перспективі Ст а. — створення позаатмосферних орбітальних і місячних обсерваторій. Одним з перших кроків в цьому напрямі слід рахувати супутник «Старгейзер» (США), запущений в грудні 1968 і телескоп, що несе на борту, який дозволяє отримувати фотографії і телевізійні зображення небесних тіл і інших астрономічних об'єктів.
