從1959開始，前蘇聯發射了多次月球探測器。月球3號探測器在月球背面繞了壹圈，它發回來的照片讓人看到月球背面真的和正面不壹樣，而且被隕石摧殘得不成樣子。月球9號探測器首次在月球軟著陸，並帶回了第壹批月球全景照片。美國還發射了火星車和探測器探索月球，為載人登月奠定了基礎。在1998期間，探月者進行了壹次繞月探險，不僅證實了月球上有豐富的礦藏和氦-3核物質，還發現了月球兩極有數億噸的凍結水，為人類開發月球帶來了福音。
前蘇聯的金星探測器揭開了金星面紗的壹角。1989年美國發射的麥哲倫金星探測器通過合成孔徑雷達的掃描，繪制了第壹張金星表面全景圖。
20世紀70年代，先驅者和航海家首次飛越木星，為人們提供了第壹張木星的特寫圖像。1989發射的伽利略木星探測器探測到木衛二冰層下有壹片黑暗的海洋，可能孕育了原始生命。
20世紀80年代初，旅行者號探測器飛越土星時，不僅發現土星美麗的環是由數千個環組成的壹組環，還新發現了13顆衛星，使土星的衛星數量增加到23顆，成為土衛二的壹個大家族。
火星和地球有許多相似之處。許多科學家認為火星可能曾有過生命，至少是壹段低級生命發展時期，因此對火星的探索格外引人註目。從1975開始，海盜號和火星探路者號先後飛往火星進行實地考察。結果在這個貧瘠荒涼的紅色星球上沒有發現火星人，甚至沒有發現生命的痕跡。
除了冥王星，人類還利用太空探測器訪問了太陽系的其他八大行星及其衛星，並有了許多新發現。1990年發射的太陽探測器尤利西斯也首次探測到了太陽南北極的太陽風。
自20世紀90年代以來，哈勃太空望遠鏡、康普頓伽馬射線望遠鏡和錢德拉X射線望遠鏡被送入太空軌道，探測太陽系以外的遙遠天體和星系，觀測宇宙中的黑洞、中子星和類星體，探索宇宙形成和演化的秘密。
1998年，由丁肇中主持、中國研制的阿爾法磁譜儀由航天飛機發射升空，探索反物質，試圖揭示宇宙大爆炸的奧秘。
雖然太空探索之路艱辛而漫長，但隨著航天技術的不斷進步，人類終將解開宇宙之謎。