عندما يمر كوكب أمام نجمه، فإنه يحجب جزءًا ضئيلاً من ضوء النجم. هذا الانخفاض في السطوع هو طريقة العبور لاكتشاف الكواكب الخارجية. وهي التقنية الأكثر إنتاجية في علم الكواكب الخارجية، إذ ساهمت في آلاف الاكتشافات. وقد اكتشفت مهمة كيبلر وحدها أكثر من 2600 كوكب باستخدام هذه الطريقة.

يُعدّ عبور كوكب بحجم المشتري أمام نجم بحجم الشمس ظاهرةً طفيفة. فعندما يعبر كوكب بحجم المشتري أمام نجم بحجم الشمس، يخفت ضوء النجم بنسبة 1% تقريبًا. أما عندما يعبر كوكب بحجم الأرض أمام نجم بحجم الشمس، يخفت ضوء النجم بنسبة 0.01%، وهي نسبة ضئيلة جدًا، تُشبه رصد ذبابة تعبر أمام مصباح سيارة. ويتطلب قياس هذه الانخفاضات الطفيفة دقةً فائقة في القياس الضوئي. وتُعدّ التلسكوبات الفضائية مثاليةً لهذا الغرض لأنها تتجنب تأثيرات التشويش والسطوع الناتجة عن الغلاف الجوي.

تكشف طريقة العبور أكثر من مجرد وجود الكوكب. فعمق الانخفاض في مستوى سطح البحر يدل على حجم الكوكب بالنسبة لنجمه. والمدة الزمنية بين عمليات العبور تدل على دورته المدارية. إذا عرفنا حجم النجم، عرفنا حجم الكوكب. وإذا قسنا أيضًا تذبذب السرعة الشعاعية للنجم، عرفنا كتلة الكوكب. ويعطينا الحجم والكتلة معًا الكثافة، التي تشير إلى ما إذا كان الكوكب صخريًا أو غازيًا أو مائيًا.

تتيح لنا عمليات العبور أيضًا دراسة الأغلفة الجوية. فعندما يمر ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي لكوكب ما أثناء العبور، تُمتص بعض الأطوال الموجية. وبمقارنة الطيف أثناء العبور بالطيف خارجه، يستطيع علماء الفلك رصد جزيئات مثل الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون. ويقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي بهذه المهمة حاليًا.