Ранни методи
Методите, използвани за откриване на астероиди, са се подобрили драстично за последните две столетия.
През последните две години на 18 век барон Франц Хавиер фон Зак организира група от 24 астрономи с цел търсене на „липсващата планета“, отстояща на около 2,8 AU от Слънцето, предсказана по закона на Титиус-Боде. Интересът към търсенето е отчасти следствие на откриването на Уран от сър Уилям Хершел през 1781 г. на разстояние, „предсказано“ от закона.
Задачата по намирането на обекти на такова разстояние спрямо Слънцето изисква ръчното съставяне на подробни звездни карти на всички обекти с определена минимална яркост, намиращи се в зодиакалната равнина. В последвалите нощи небето е наблюдавано за преместващи се обекти. Очакваното ъглово движение на липсващата планета е около 30 ъглови секунди на час, лесно забележимо за наблюдател.
По ирония на съдбата, първият астероид 1 Церера е открит не от член на групата на фон Зак, ами „по погрешка“ от Джузепе Пиаци през 1801 г., по това време директор на обсерваторията с Палермо, Сицилия. Той открива нов звездоподобен обект (без видим диск) в съзвездието Телец, следейки движението на обекта в следващите няколко нощи. Неговият колега Карл Фридрих Гаус използва тези наблюдения и определя точното разстояние от непознатия обект до Слънцето. Според изчисленията на Гаус, обектът лежи между орбитите на Марс и Юпитер. Пиаци именува обекта Церера, на името на гръцката богиня на земеделието.
Три други астероида – 2 Палада, 3 Юнона и 4 Веста, са открити в следващите няколко години, като Веста е открит през 1807 г. След още осем години безплодни търсения повечето астрономи прекратяват своите наблюдения, заключвайки, че са открили всички възможни тела.
Карл Лудвиг Хенке обаче продължава търсенето през 1830 г. След петнадесет години той открива 5 Астрея, първият намерен астероид от 38 години. След по-малко от две години той открива и 6 Хеба и това убеждава много астрономи отново да се включат в издирването на астероиди, като всяка година бива откриван поне още един. Известни търсачи на астероиди от 19 век са Джон Р. Хинд, Анибал де Гаспарис, Карл Т. Р. Лутер, Херман М. С. Голдшмит, Жан Шакорняк, Джеймс Фергюсън, Норман Р. Погсън, Ернст В. Л. Темпъл, Джеймс К. Уатсън, Крисчън Х. Ф. Питърс, Алфонс Л. Н. Борели, Йохан Палиса, Пол Хенри и Проспър Хенри и Аугуст Шароли.
През 1891 г. Макс Волф използва нов метод – астрофотография – за откриване на астероиди, които изглеждат като светли черти на фотографската плака при дълга експозиция на даден район от небето. По този начин бързо нараства броят на откритите астероиди. Само Волф успява да открие 248, първият от които е 323 Брусия. До наши дни само няколко хиляди астероида са идентифицирани, номерирани и именувани. Знае се, че съществуват много повече, но повечето сегашни астерономи ги считат за маловажни.
Модерни методи
До 1998 г. процесът по откриване на нов астероид се състои от четири стъпки. Първо, даден отсек от небето се фотографира с широкоъгълен телескоп на два пъти в рамките на около един час. Второ, двете снимки се наблюдават през стереоскоп. По този начин всяко тяло, което е на орбита около Слънцето, „изпъква“ спрямо фона на звездите. Веднъж идентифициран, положението на обекта спрямо известни обекти се измерва с точност с помощта на микроскоп (вижте тук за повече информация).
Тези три стъпки не се считат за истинско откриване на астероида. Наблюдавано е само едно явление на обекта, който получава предварително означение, състоящо се от годината на откриване, двубуквен код на седмицата на откриване и пореден номер, ако повече от един обект е открит в рамките на една седмица (например 1998 FJ74).
Последната стъпка се състои в изпращането на координатите и времето на наблюдението в Центъра за малки планети. С помощта на компютърна програма се проверява дали обектът е бил преди това наблюдаван от някой друг на същата орбита. В този случай обектът получава официален номер и последният наблюдател получава правото да наименува астероида след одобрението на името от Международния астрономически съюз.