Hemos de diferenciar, en primera estancia, la ciencia experimental de la ciencia histórica. La ciencia experimental es la que tiene lugar en los laboratorios o en cualquier otro lugar, consiste en repetir varias veces una acción cambiando un único aspecto de esta para así poder ver si los sucesos se siguen siempre del mismo modo. Uno de los grandes beneficios de la exploración en el espacio es que nos permite hacer modificaciones en la fuerza de la gravedad que en la tierra no podemos realizar. muchos científicos realizan continuamente ciencia experimental, sin embargo, en algunos campos como la astronomía, se observan acontecimientos históricos e intentan explicarlos, es decir se utiliza una observación para explicar otra, en esto se basa la ciencia histórica y es de gran utilidad para los astrónomos por la lejanía a la que se encuentran los diversos cuerpos celestes en el universo, debido a esta dificultad lo que hacen los científicos es analizar datos obtenidos en el pasado y predecir unos nuevos como por ejemplo Johannes Kepler utilizó observaciones de los planetas más cercanos para predecir la órbita de los objetos alrededor del sol.
Sin embargo se han realizados una serie de expediciones para explorar el Sistema Solar a través de docenas de naves espaciales las cuales viajaban a lo largo de planetas, satélites y asteroides.
La primera sonda que exploro los planteas exteriores fue la Pioneer 10, la cual sobrevoló Júpiter en 1973 y fue la primera en ver Saturno
Más tarde las sondas Voyager 1 y Voyager 2 visitaron Júpiter y Saturno en 1979 y 1981. La Voyager 2 pudo acercarse a Urano en 1986 y Neptuno en 1989 utilizando maniobras de asistencia gravitacional al aprovechar sus pasos por cada uno de los planetas visitados. Ambas sondas se encuentran actualmente más allá de la órbita de Plutón y se espera que atraviesen la heliopausa (que marca los límites del Sistema Solar) en los próximos años
Plutón será visitado hacia julio de 2015 por una nave no tripulada, New Horizons, de la Agencia Espacial Americana (NASA) , lanzada el 19 de enero de 2006. La Mision Dawn, lanzada el 27 de septiembre de 2007 visitara Ceres tambien en 2015
La exploración espacial tripulada del Sistema Solar se ha limitado a misiones en órbitas cercanas a la Tierra y en las visitas a la Luna efectuadas durante el programa Apollo con los últimos vuelos tripulados a nuestro satélite efectuados en 1972
Resumen cronológico de las diversas exploraciones a lo largo del Sistema Solar:
