Ne produisant pas d'énergie importante, ces d'objets sont froids et peu lumineux. Leur détection n'est pas aisée; les principales méthodes sont :
 
 

1. Rechercher les naines brunes jeunes  : L'effondrement gravitationnel à l'origine de leur formation les a chauffées, elles sont donc encore suffisament lumineuses pour être aisement détectées.
2. Les naines brunes plus anciennes ont des températures entre ~100 K et ~1600-18000 K. Elles émettent peu et seule les plus proches d'entre elles peuvent être détectées. Des cartographies complètes du ciel en infrarouge, telle que DENIS sont utilisées.
3. L'essentiel des étoiles sont groupées en systèmes multiples. De nombreux programmes recherchent les naines brunes compagnons d'étoiles du voisinage solaire.

1. Détection directe : le contraste lumineux entre une étoile et ses planètes est gigantesque et rend très difficile la détection directe des planètes extra-solaires. C'est pour l'instant impossible mais des espoirs sont placés dans les nouvelles techniques de haute résolution angulaire (interférométrie infrarouge et optique adaptative).
2. Le mouvement orbital de l'étoile causé par la planète est détecté soit en mesurant la vitesse radiale de l'étoile en spectroscopie soit en repérant ses déplacements par rapport au fond du ciel.
3. Eclipses : si le plan de l'orbite de la planète est bien orienté, il est possible de détecter des éclipses causées par des passages de la planète devant son étoile.