空间光学的历史如果从20世纪40年代发射探空火箭和发送气球算起，不过几十多年，然而它的发展是十分引人注目的。在1946年利用V-2火箭发射摄谱仪探测来自空间的紫外线；1957年苏联发射了第一颗人造卫星。人造卫星的发射标志着空间时代的到来。自此，空间光学开始了蓬勃发展的时期。60年代以后，美国相继发射持续对整个太阳观测的轨道太阳观测台 (OSO)系列，苏联发射了一系列天文卫星（主要有“预报号”卫星系列），欧洲空间局也发射了特德－1A(TD-1A)卫星。

不过它们所带有的光学设备大都工作在紫外和X 射线波段。从60年代中期到70年代初，美国共发射了3个轨道天文台(OAO)，其中OAO-3上装有一架口径91厘米的卡塞格伦式紫外望远镜，工作波段为1000～4000埃，空间分辨率为5角秒。1973年美国发射了载人天空实验室，上面的阿波罗望远镜装置是一组观测太阳的光学设备，它的发射使从空间对太阳的观测发展到一个新的阶段。美国1978年发射的第二颗高能天文台(HEAO)，它装有一架大型掠射X 射线望远镜，口径为0.6米，焦距为3.4米，分辨率为1～2角秒。还有四种可更换的探测器：高分辨率成像器、晶体分光计、成像正比计数器、固体分光计。1983年1月26日世界上第一颗红外天文卫星发射成功，这颗卫星是由荷兰、美国和英国联合研制的，它装有一架口径为60厘米的红外望远镜，其灵敏度比所使用的同类仪器高得多。