Применение инфракрасной астрономии для исследования космоса заключается в изучении относительно холодных объектов с температурой от 3 до 3000 К: звёзд поздних спектральных классов и находящихся в стадии звёздообразования, малых тел и планет, квазаров, газопылевых облаков, окружающих молодые звёзды. 1

Некоторые области применения инфракрасной астрономии:

• Определение тепловой структуры и химического состава атмосферы планет, а также звёзд на начальных стадиях образования (особенно красных гигантов). 1
• Исследование галактик с активными ядрами и квазаров, а также районов Галактики, скрытых за межзвёздной пылью. 1
• Наблюдение за объектами, которые образуются или разрушаются в космосе. 2 Например, с помощью среднего инфракрасного телескопа можно увидеть формирование звёзд и планет в молодых звёздных системах, а также расширение и охлаждение остатков сверхновых звёзд. 2
• Изучение самых холодных и далёких объектов во Вселенной. 2 Например, с помощью дальнего инфракрасного и субмиллиметрового телескопа можно увидеть реликтовое излучение — остаток первого света, который был излучен вскоре после Большого взрыва, а также древние галактики, которые образовались в первые миллиарды лет после Большого взрыва. 2