Cuando un planeta pasa frente a su estrella, bloquea una pequeña fracción de su luz. Esta disminución en el brillo es el método de tránsito para detectar exoplanetas. Es la técnica más productiva en la ciencia de los exoplanetas, responsable de miles de descubrimientos. Tan solo la misión Kepler descubrió más de 2600 planetas utilizando este método.

El tránsito es pequeño. Un planeta del tamaño de Júpiter transitando una estrella del tamaño del Sol lo atenúa en aproximadamente un 1 %. Un planeta del tamaño de la Tierra lo atenúa en un 0,01 %, lo que equivale a detectar una mosca cruzando el faro de un coche. Medir disminuciones tan pequeñas requiere una fotometría extremadamente precisa. Los telescopios espaciales son ideales porque evitan los efectos de desenfoque y aumento de brillo de la atmósfera.

El método de tránsito revela más que la mera existencia del planeta. La profundidad de la depresión nos indica el tamaño del planeta en relación con su estrella. El tiempo entre tránsitos nos indica su período orbital. Si conocemos el tamaño de la estrella, conocemos el tamaño del planeta. Si además medimos la oscilación de la velocidad radial de la estrella, conocemos la masa del planeta. El tamaño y la masa, en conjunto, nos dan la densidad, lo que nos da pistas sobre si el planeta es rocoso, gaseoso o acuoso.

Los tránsitos también nos permiten estudiar las atmósferas. Cuando la luz de una estrella atraviesa la atmósfera de un planeta durante un tránsito, algunas longitudes de onda son absorbidas. Al comparar el espectro durante el tránsito con el espectro fuera de él, los astrónomos pueden detectar moléculas como agua, metano y dióxido de carbono. El telescopio espacial James Webb está realizando esta tarea actualmente.