Гамма-промені можуть спостерігатися безпосередньо з таких супутників, як гамма-обсерваторія «Комптон» або спеціалізовані атмосферні телескопи Черенкова. Атмосферні телескопи виявляють гамма-промені не безпосередньо, а за черенковським випромінюванням високоенергетичних часток, які утворюються під час взаємодії гамма-променів з атмосферою Землі внаслідок комптонівського розсіювання.