写真技術が発明される前、天文学者たちは目で観測し、スケッチで記録していました。ガリレオは木星とその4つの主要な衛星の位置を紙に記録していました。しかし、スケッチで記録するのは時間がかかり、エラーも多かったのです。写真技術の発明後、天文学者たちは観測対象をリアルタイムで記録できるツールを得ることができました。写真の分析を通じて、天文学者たちは星の外観、温度、速度、年齢、内部の化学元素の組成など、天文学のさまざまなトピックを詳細に研究することができました。そのため、天文学者たちはさまざまな特殊カメラを設計し、主に3つのカテゴリに分かれた写真を撮影しました。天体の形状撮影（イメージング）、天体のスペクトル撮影（スペクトル）、天体の時間変化（光変化）。これらの写真を通じて、私たちはさまざまな星、星雲、銀河を観察し、それらの構造を研究することができました。例えば、渦巻銀河の中心構造、スパイラルアーム、周囲のハローなど。また、それらの化学組成や物理状態（どの元素が含まれているか、温度はどのくらいか）も分析することができました。さらに、異なる時間に撮影した写真を通じて、その明るさの変化を理解することができました。
天文学者たちが撮影した星の写真は通常、直接使用できず、複雑な処理や分析を経てからようやく信頼できる結論を得ることができます。天体写真分析の基本理論的根拠は、天体の放射メカニズムです。放射とは、主に天体が発する電磁波のことです。これらは、異なる物理条件下で原子、分子から放出される「光」です。異なる光は、異なる物理メカニズムや化学成分に対応しています。例えば、天文学者たちは、太陽のスペクトル撮影、太陽表面の放射モデル、大気構造モデルを経て、太陽表面の温度、圧力、化学成分を特定しています。
おそらくあなたはすぐに疑問を持つでしょう、なぜ写真ではなくビデオを使わないのか？これは、太陽などの特殊な天体を除いて、ほとんどの天体から地球に届く光が非常に微弱だからです。私たちの現在の技術レベルでは、はっきりしたビデオ撮影はまだできません。天文学者たちは、明確な写真を撮るために1時間以上の露出時間が必要です。そうすることで、十分な光子を蓄積し、科学的な分析のための十分な情報を得ることができます。現代の天文学の発展は、星の写真の積み重ねによるものです。数百元の写真用ガラス乾板から、数百万元のCCDカメラに至るまで、一晩で数十メガバイトのデータから、1枚の写真で数百メガバイトのデータに至るまで、これらの星の写真の背後には、他の科学と共に発展した天文学の歴史があります。