然而，只有发射进入太空的望远镜才能完全摆脱大气的束缚。1983年，美国、荷兰和英国联合发射的红外天文卫星（IRAS）就是这样一款突破性的设备。它高效利用了液氦制冷技术，将主镜降至极低温度，首次在太空中进行了无遮挡的红外线天文观测。

接着，1995年发射的红外空间天文台（ISO）和2003年发射的斯皮策空间望远镜，都在红外天文学方面取得了重大进展，提供了更敏感和清晰的观测数据。这些观测帮助科学家研究星系的形成和演化，观察到宇宙中最冷、最遥远的天体。