กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
การที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลลอยอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลกทำให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนพื้นโลก นั่นคือภาพไม่ถูกรบกวนจากชั้นบรรยากาศ ไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้า และสามารถสังเกตการณ์คลื่นอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ถูกรบกวนจากชั้นโอโซนบนโลก ตัวอย่างเช่น ภาพอวกาศห้วงลึกมากของฮับเบิลที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล คือภาพถ่ายวัตถุในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ดาวเคราะห์นอกระบบ
2001, HD 209458 bนักดาราศาสตร์ผู้ใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ประกาศว่า พวกเขาสามารถตรวจวัดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ HD 209458 b ได้ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบแถบสเปกตรัมของธาตุโซเดียมในชั้นบรรยากาศ แต่ก็มีความเข้มข้นน้อยกว่าที่คาดไว้ ซึ่งอาจเป็นผลจากการที่มีเมฆบดบังบรรยากาศชั้นล่างเป็นจำนวนมาก[33] ในปี ค.ศ. 2008 ได้มีการวัดค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงของชั้นเมฆ โครงสร้างของชั้นบรรยากาศบ่งชี้ว่าเป็นบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์