در دهه های اخیر ستاره شناسان دستگاهی به نام اسپکتروسکوپ یا طیف نما را برای تعیین ترکیب شیمیایی و معدنی سیارک ها به کار برده اند. طیف نما با استفاده از تجزیه و تحلیل نوری که از سطح سیارک ها بازتاب می شود این ترکیب را تعیین می کند. دانشمندان همچنین بقایای ستاره های دنباله دار یا سیارک هایی که روی زمین پیدا شده اند را آزمایش کرده اند تا کلیدهایی درباره منشأ آنها به دست آورند. حدود سه چهارم سیارک ها به مقدار بسیار زیادی تاریکند و مشابه شهاب سنگ های غنی از کربن هستند. حدود یک ششم سیارک ها اجسام سنگی- آهنی قرمز رنگ هستند.
در سال 1997 ابزارهای روی تلسکوپ فضایی هابل نقشه وستا (Vesta) یکی از بزرگ ترین سیارک ها را برداشت و یک دهانه آتشفشانی بسیار بزرگ که یک میلیارد سال پیش شکل گرفته بود را روی آن پیدا کرد. وستا یک نوع غیر معمول از سیارک ها است. شهاب سنگ هایی که روی زمین پیدا شده اند همان ترکیب وستا را دارند. آیا این مواد ممکن است از بقایای برخورد شهاب سنگی با وستا به جا مانده باشند که در نتیجه این برخورد این دهانه بزرگ هم بر روی وستا به وجود آمده باشد؟
فضاپیمای گالیله ناسا اولین فضاپیمایی است که سیارک ها را از نزدیک مشاهده کرده است. این فضاپیما در نزدیک سیارک های کمربند اصلی سیارک ها پرواز کرد و گسپرا (Gaspra) و آیدا (Ida) را درسال های 1991 و 1993 مشاهده کرد. این مشاهدات نشان داد که این دو سیارک اشیایی با شکل های بی قاعده و بیشتر شبیه سیب زمینی با چاله ها و شکستگی ها هستند. گالیله همچنین کشف کرد که آیدا ماه خودش به نام دکتیل (Dactyl) را دارد. این ماه در واقع یک جسم ریز در مداری اطراف سیارک آیدا است که ممکن است تکه ای باقی مانده از برخوردهای گذشته باشد.
فضاپیمای" نیر" (Near) اولین مأموریت علمی به سوی یک سیارک بود. فضاپیمای "نیر شومیکر" در سال 2000 به سیارک "اروس" Eros رسید و برای یک سال دور بدنه کوچک آن چرخید و سطح، مدار، جرم، ترکیبات و حوزه مغناطیسیش را مطالعه کرد. هدایت کنندگان هیأت در سال 2001 برای اولین بار یک فضاپیما را هدایت کردند تا روی یک سیارک بنشیند.
