Istorijski gledano, optička astronomija, takođe zvana astronomija vidljive svetlosti, je najstariji oblik astronomije, iz razloga što je prvi instrument kojim je posmatrano nebo — ljudsko oko. Posmatranja teleskopom da bi se sačuvala su isprva crtana rukom i pravljene su skice. U kasnom devetnaestom veku, posmatranja su počela da se beleže pomoću fotografije. Savremene slike se izrađuju pomoću digitalnih detektora, posebno detektora koji koriste pravougaonu matricu senzora (engl. charge-coupled device). Iako se sama vidljiva svetlost prostire od oko 4000Å do 7000Å (400nm do 700nm), ista oprema koja se koristi na ovim talasnim dužinama se koristi i za posmatranje blisko-ultraljubičastih i blisko-infracrvenih delova spektra.
