W zakresie optycznym atmosfera także trochę przeszkadza i wygodniej prowadzić obserwacje przez satelitę, ale z drugiej strony znaczny koszt badań satelitarnych i ograniczenia na rozmiar lustra powodują, że opłacalne jest rozwijanie technik naziemnych pozwalających kompensować efekt atmosfery, takich jak optyka aktywna.
Wyjątkiem od tej reguły są obserwacje z wykorzystaniem fotonów o bardzo wysokich energiach, rzędu teraelektronowoltów i więcej (odpowiadająca im długość fali to mniej niż jedna miliardowa nanometra). Powodem tego jest tak niewielka liczba energetycznych fotonów wysyłanych ze źródła w stronę Ziemi, że potrzeba bardzo dużej powierzchni detektora, aby zarejestrować choć kilka fotonów. Nie ma technicznych możliwości, aby tak duże detektory umieszczać na orbicie. Co prawda fotony te nie docierają do powierzchni Ziemi bezpośrednio, ale ze względu na znaczną energię każdy foton wywołuje reakcję atmosfery. Na takiej zasadzie ogólnie działają detektory promieniowania kosmicznego, a także teleskopy promieniowania Czerenkowa.