Тому обсерваторії для вивчення інфрачервоного випромінення мають бути розташовані на високих та сухих місцях, у стратосфері (Стратосферна обсерваторія для астрономічних спостережень у інфрачервоному діапазоні «SOFIA») або в космосі (Інфрачервоний космічний телескоп «Гершель»). Інфрачервоний спектр є корисним для вивчення об'єктів, які є занадто холодними, щоб випромінювати видиме світло таких об'єктів, як планети і навколозоряні диски. Інфрачервоні промені можуть проходити через газопилові хмари, які поглинають видиме світло, що дає змогу спостерігати молоді зорі в молекулярних хмарах і ядрах галактик. Деякі молекули потужно випромінюють в інфрачервоному діапазоні, і це може бути використано для вивчення хімічних процесів у космосі (наприклад, для виявлення води в кометах).