Dada a perspectiva geocêntrica com a que é percebido no Sistema Solar pelos humanos, sua natureza e estrutura foram durante muito tempo desconhecidos. Os movimentos aparentes dos corpos do Sistema Solar, observados desde a Terra, eram considerados os movimentos reais destes corpos ao redor de uma Terra estacionária. Grande parte dos corpos do Sistema Solar não são observáveis sem a ajuda de instrumentos, como o telescópio. Com a invenção deste começa uma era de descobrimentos (Luas de Galileu; fases de Vênus), onde finalmente o sistema geocêntrico é abandonado, sendo substituído pela visão copérnica do sistema heliocêntrico.
Na atualidade, o Sistema Solar é estudado por telescópios terrestres, observatórios e missões espaciais capazes de chegar até alguns destes distantes mundos. Os corpos do Sistema Solar em que se têm pousado sondas espaciais terrestres são Vênus, a Lua, Marte, Júpiter e Titã (satélite de Saturno). Todos os corpos maiores hão sido visitados por missões espaciais, incluindo cometas, como o Halley, e excluindo Plutão.
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