Существует несколько способов поиска экзопланет. Поскольку светимость планеты намного порядков меньше света родительской звезды, то прямое наблюдение затруднительно, но тем не менее несколько десятков экзопланет было открыто именно методом прямого наблюдения.
Много экзопланет было открыто методом Доплера. Планеты и звезда обычно вращаются вокруг общего центра масс, т.н. барицентра звездной системы. Когда звезда движется по направлению к нам, ее спектр смещается в фиолетовую сторону. Когда звезда движется от нас, ее спектр смещается в красную сторону. Чувствительность современных спектрометров позволяет определять радиальную скорость от 1 м/с.
Много экзопланет было открыто транзитным методом. Когда планета при движении по орбите проходит перед звездой, она перекрывает часть света. Фотометрия показывает падение яркости звезды.
На этом методе работает космический телескоп Кеплер, фиксирующий изменение яркости более 100 тысяч звезд.
Гораздо меньше планет было открыто методом гравитационного микролинзирования. Направление распространения света от далекой звезды может отклоняться под действием гравитационного поля близкой звезды. Близкая звезда действует как собирающая линза, увеличивая яркость. Если близкая звезда имеет планету, то гравитационное поле планеты вносит вклад в этот эффект.