Uzay fotoğrafları çekmek için kullanılan yöntemler, uydularla ve astrofotoğrafçılıkla iki ana kategoriye ayrılır. Uydularla uzay fotoğrafı çekimi: Uydunun tasarımı: Uydunun görevi ve bulunduğu yörüngeye göre özel olarak tasarlanır. Teleskop ve sensörler: Devasa optik sistemlere sahip teleskoplar kullanılarak görünür ışık, kızılötesi, morötesi ve x-ışını gibi farklı dalga boylarındaki ışıklar ölçülür. Veri toplama ve işleme: Toplanan veriler dijital veriye dönüştürülüp gürültülerden arındırılarak işlenir. Astrofotoğrafçılık: Görüntüleme cihazı: Genellikle DSLR fotoğraf makineleri kullanılır, ancak ileri seviyelerde CCD veya CMOS kameralar tercih edilir. Uzun pozlama: Gök cisimlerinden gelen ışık çok sönük olduğundan uzun pozlama yapılır. Takip sistemi: Dünya'nın dönüş hareketine göre dönerek gök cisimlerinin hareket etmeden kadrajda kalmasını sağlar. ISO ayarı: Sensörün ışık hassasiyetini belirler, ancak yüksek ISO değeri gürültü artışına neden olabilir. Çoklu çekim ve birleştirme: Daha fazla ışık toplamak için aynı bölgenin fotoğrafı üst üste çekilir ve yazılımlarla birleştirilir.