Chụp ảnh là để lưu lại cho chúng ta những kỷ niệm tốt đẹp và lâu dài. Thế mà các nhà thiên văn lại chụp ảnh các ngôi sao trên trời để làm gì? Nguyên là có rất nhiều hiện tượng thiên văn chỉ xảy ra trong chốc lát. Ví dụ một ngôi sao mới độ sáng đột biến tăng lên gấp hàng triệu lần độ sáng ban đầu trong mấy ngày. Lại ví dụ sao băng lướt qua trên bầu trời chỉ mấy giây là biến mất. Có một số hiện tượng thiên văn cực kỳ hiếm thấy, ví dụ ở một địa phương nào đó từ 200 – 300 năm mới xuất hiện một lần nhật thực toàn phần, thời gian lâu nhất cũng chỉ mấy phút. Sáng như sao chổi mấy chục năm, thậm chí lâu hơn mới gặp một lần. Những hiện tượng thiên văn này nếu không chụp ảnh để lưu lại, chỉ dựa vào ấn tượng của cá nhân hay tài liệu ghi chép thì rất ít giá trị khoa học.

Một đặc điểm khác của hiện tượng thiên văn là những ngôi sao có ánh sáng rất yếu, khi quan trắc, ánh sáng của nó phân tán trên một dải phổ, dùng mắt thường nhìn vào từng vạch phổ rất mờ. Nếu thông qua kính viễn vọng thiên văn kéo dài thời gian chụp ảnh, cảm quang của phim có tác dụng tích luỹ sẽ bù đắp ánh sáng yếu này nên ảnh rõ hơn. Chụp ảnh còn có ưu điểm là có thể chụp được cả bộ phận tia tử ngoại và hồng ngoại ngoài phạm vi mắt thường không thấy được. Như vậy sẽ mở rộng tầm nhìn quang phổ của các hằng tinh mà ta quan trắc. Hơn nữa trong không trung các sao dày đặc, nhiều đến mức khiến ta loá mắt không nhìn cố định được. Vì vậy các nhà thiên văn khi vẽ hình các ngôi sao, phải dùng phương pháp chụp ảnh, vừa khách quan vừa chính xác. Nếu dùng mắt thường nhìn để vẽ ra vị trí hàng nghìn hàng vạn ngôi sao là vô cùng khó khăn, không tưởng tượng nổi. Cho nên chụp ảnh các ngôi sao trong quan trắc thiên văn là không thể thiếu được, hơn nữa cho đến nay đó vẫn là biện pháp cơ bản nhất. Những phát hiện quan trọng trong thiên văn học cận đại có thể nói đại bộ phận là nhờ công lao kỹ thuật chụp ảnh mà có.

Chụp ảnh sao với chụp ảnh bình thường không giống nhau. Nói chung chụp ảnh cho người, ảnh phong cảnh chỉ bấm một cái là xong, thời gian phim cảm quang rất ngắn, chỉ một phần mấy trăm, hoặc một phần mấy chục giây là được. Còn chụp ảnh các ngôi sao thì cần mấy giây, thậm chí mấy giờ. Thời gian cảm quang của phim kéo dài là đặc điểm của chụp ảnh thiên văn. Hơn nữa các đài thiên văn thường sử dụng phim khô – kính ảnh, bởi vì các đài thiên văn cần quan trắc tỉ mỉ. Ví dụ đo độ dài bước sóng của vạch phổ hoặc đo vị trí tương đối của các ngôi sao đều cần đến độ chính xác một phần vạn mm, cho nên sử dụng kính ảnh để tránh bị biến dạng.

Ngày nay kỹ thuật chụp ảnh số đang phát triển mạnh, nó sẽ thay thế kỹ thuật chụp ảnh bằng phim thông thường. Nguyên lý của máy ảnh số cơ bản giống với thiết bị quan trắc thiên văn, cũng đang dần dần từng bước thay thế kỹ thuật chụp ảnh thiên văn cổ điển, nhưng mục đích làm việc của chúng như nhau, chỉ khác là hiệu quả chụp ảnh tốt hơn mà thôi