Lorsqu'une planète passe devant son étoile, elle bloque une infime partie de la lumière de celle-ci. Cette baisse de luminosité est la méthode des transits, utilisée pour détecter les exoplanètes. C'est la technique la plus productive en exoplanétologie, à l'origine de milliers de découvertes. La mission Kepler, à elle seule, a permis de découvrir plus de 2 600 planètes grâce à cette méthode.

Le transit est infime. Le passage d'une planète de la taille de Jupiter devant une étoile de la taille du Soleil atténue sa luminosité d'environ 1 %. Une planète de la taille de la Terre l'atténue de 0,01 %, soit l'équivalent du passage d'une mouche devant un phare de voiture. Mesurer de telles variations nécessite une photométrie d'une extrême précision. Les télescopes spatiaux sont idéaux car ils s'affranchissent des effets de flou et d'amplification de la luminosité causés par l'atmosphère.

La méthode des transits révèle bien plus que la simple existence d'une planète. L'amplitude du transit nous renseigne sur sa taille par rapport à son étoile. L'intervalle de temps entre deux transits nous indique sa période orbitale. Connaissant la taille de l'étoile, nous connaissons celle de la planète. En mesurant également l'oscillation radiale de l'étoile, nous déterminons la masse de la planète. La taille et la masse, combinées, donnent la densité, qui nous permet d'estimer la nature rocheuse, gazeuse ou océanique de la planète.

Les transits nous permettent également d'étudier les atmosphères. Lorsque la lumière d'une étoile traverse l'atmosphère d'une planète lors d'un transit, certaines longueurs d'onde sont absorbées. En comparant le spectre pendant le transit au spectre extérieur, les astronomes peuvent détecter des molécules comme l'eau, le méthane et le dioxyde de carbone. Le télescope spatial James Webb réalise actuellement cette expérience.