La première et la plus simple des méthodes de détection des exoplanètes est la méthode dite « du transit » : elle consiste à mesurer, pendant une longue période, la luminosité que nous recevons d’une étoile.
Si, à intervalles réguliers, celle si diminue de façon significative, il y a de bonnes chances pour qu’une planète orbite autour de l’étoile et nous en cache une partie lorsqu’elle passe entre elle et la Terre.
La deuxième méthode de détection est dite « de la vitesse » : il s’agit cette fois de mesurer les variations de vitesse de l’étoile étudiée par rapport à la Terre (par variation du à l’effet Doppler des longueurs d’onde composant le spectre émis par cette étoile).
Si ces variations sont périodiques, une planète gravite probablement autour de l’étoile, créant un léger déplacement de celle-ci par rotation autour du centre de masse de ce système bipolaire.
Enfin, la troisième méthode est dite « de la micro-lentille » (ou « gravitational micro-lensing », en anglais).
L’étoile à étudier doit alors se trouver alignée avec une autre étoile plus lointaine : les rayons lumineux émis par cette dernière seront déviés par le champ gravitationnel de la première étoile.
Vu de la Terre, cette distorsion optique fera apparaître derrière l’étoile étudiée deux étoiles « fantômes » (comme regarder un objet à travers un verre d’eau peu faire apparaître deux objets identiques à cause de la différence d’indice de l’air et de l’eau).
La différence de luminosité entre les deux étoiles factices prouve alors la présence d’une exoplanète, donnant en plus une indication sur sa position hémisphérique par rapport à son étoile.