Existem vários métodos pelos quais os astrônomos determinam as distâncias da Terra a outros planetas. Para vizinhos próximos, como Marte e Mercúrio, é aplicado o método de sinal de rádio: um sinal é enviado na direção do planeta e o tempo necessário para o sinal retornar após ser refletido na superfície é medido.
Como as ondas se propagam à velocidade da luz, que é constante (aproximadamente 300.000 km/s), a distância pode ser calculada com base nesse tempo. Embora na prática o cálculo seja complicado pelo movimento da Terra e do planeta no espaço, os astrônomos levam esses fatores em consideração ao realizar os cálculos. Esta abordagem é conhecida como método de radar.
Um princípio semelhante é usado ao estudar corpos visitados por sondas e naves espaciais; neste caso, são os próprios aparelhos que enviam sinais de volta à Terra.
Para objetos mais distantes, como estrelas, é aplicada a chamada paralaxe trigonométrica. Apesar da complexidade do nome, a geometria subjacente é bastante simples. Dois observadores ocupam pontos diferentes na Terra e olham para a mesma estrela. Esses dois pontos e a estrela formam os vértices de um triângulo, para o qual são conhecidas duas grandezas: o comprimento de um dos lados (distância entre os observadores) e um dos ângulos (a diferença na direção do olhar para a estrela de cada ponto). Usando regras de trigonometria, determina-se a distância entre a Terra e o objeto.
O astrônomo grego Hiparco realizou as primeiras medições astronômicas usando o método da paralaxe ainda no século II a.C. Ele é considerado o pai da trigonometria.