یکی از ابزار تجربی بسیار مهم در اختر شیمی طیف‌بینی یعنی استفاده از تلسکوپ‌ها برای اندازه‌گیری جذب و تابش نور از مولکول‌ها و اتم‌ها در محیط‌های گوناگون است. با مقایسهٔ مشاهدات نجومی توسط ابزار آزمایشگاهی، اخترشیمی‌دان‌ها می‌توانند به فراوانی عناصر، ترکیبات شیمیایی و دمای ستاره‌ها و توده‌های بین ستاره‌ای پی ببرند چرا که یون‌ها، اتم‌ها و مولکول‌ها طیف مخصوص به خود را دارند. جذب و تابش طول موج‌های خاصی از پرتوهای نوری با چشم انسان قابل مشاهده نیست. انواع مختلفی از تابش‌ها (نظیر تابش‌های رادیویی، مادون قرمز، مرئی، فرابنفش و غیره) تنها می‌توانند انواع خاصی از ذرات را بر اساس ویژگی‌های شیمیایی مولکول‌ها شناسایی کنند. فرمالدهید بین ستاره‌ای اولین مولکول آلی کشف شده در فضای بین ستاره‌ای بود.
