Az asztrometria a csillagászat legősibb ága. Rendkívüli pontossággal méri az égitestek helyzetét és mozgását. A távcsövek előtt a csillagászok szemmel követték a bolygókat, és rögzítették azok helyzetét a csillagokhoz képest. Ez a munka feltárta, hogy a bolygók a Nap körül keringenek, nem a Föld körül.

A modern asztrometria teleszkópokat, kamerákat és számítógépeket használ a pozíciók milliívmásodperces pontosságú mérésére. Az Európai Űrügynökség Gaia küldetése közel kétmilliárd csillag helyzetét, távolságát és mozgását katalogizálta. Adatai átalakították a Tejútrendszer szerkezetéről és történetéről alkotott ismereteinket.

Az asztrometria bolygókat is talál. Egy csillag, amely körül bolygó kering, enyhén imbolyog, ahogy a bolygó vonzza. Ez a imbolygás a csillag égbolton elfoglalt helyzetének periodikus eltolódásaként jelentkezik. Ez a módszer, az asztrometriai detektálásnak nevezett módszer, kiegészíti a tranzit- és radiális sebességmérési technikákat. A leghatékonyabban széles pályán keringő, nagy tömegű bolygók esetén működik.

A mező aszteroidákat, üstökösöket és űrhajókat is követ. A pontos pozíciók segítenek abban, hogy ne veszítsük el a tárgyak szemét, és segítenek előre jelezni a közeli megközelítéseket. Asztrometria nélkül vakon navigálnánk a Naprendszerben.