Trong phần lớn lịch sử loài người, chúng ta chỉ biết đến một hệ hành tinh duy nhất: hệ hành tinh của chính chúng ta. Điều đó đã thay đổi vào năm 1995, khi Michel Mayor và Didier Queloz công bố phát hiện ra một hành tinh quay quanh một ngôi sao giống Mặt Trời. Hành tinh đó được đặt tên là 51 Pegasi b, và nó là một hành tinh khí khổng lồ quay quanh ngôi sao của nó chỉ trong bốn ngày. Phát hiện này đã giành được giải Nobel năm 2019.

Kể từ đó, các nhà thiên văn học đã xác nhận hơn 5.000 hành tinh ngoài hệ mặt trời. Chúng có đủ loại đến mức khó tin. Các hành tinh khí khổng lồ nóng (Hot Jupiter) quay quanh ngôi sao của chúng ở khoảng cách cực kỳ gần. Các siêu Trái Đất lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn Sao Hải Vương. Các tiểu Sao Hải Vương có bầu khí quyển dày và lõi đá. Một số hành tinh quay quanh hai ngôi sao. Một số quay quanh các ngôi sao đã chết. Một số trôi nổi tự do, không có ngôi sao nào cả.

Việc tìm kiếm sử dụng nhiều phương pháp. Phương pháp quan sát quá cảnh theo dõi sự giảm độ sáng của ngôi sao khi một hành tinh đi ngang qua phía trước ngôi sao của nó. Phương pháp vận tốc xuyên tâm đo độ lắc lư của ngôi sao do hành tinh quay quanh gây ra. Phương pháp chụp ảnh trực tiếp có thể thu được ánh sáng của một hành tinh trẻ, lớn ở xa ngôi sao của nó.

Mục tiêu không chỉ là tìm kiếm các hành tinh, mà là tìm kiếm những hành tinh có thể sinh sống được. Kính viễn vọng không gian James Webb hiện đang phân tích khí quyển của các hành tinh ngoài hệ mặt trời để tìm kiếm dấu hiệu của nước, khí mêtan và carbon dioxide. Cuộc tìm kiếm sự sống đã bắt đầu.