利用現代空間技術將望遠鏡發送到地球外太空進行天體測量的一門學科，是在人造衛星誕生後才興起的天體測量學的新分支。長期以來，天體測量工作都是在地面上進行的。地面觀測受到各種外界因素的幹擾，主要是大氣和重力的影響。和地面觀測相比，空間天體測量有下列優點：①由於沒有大氣折射，可消除折射帶來的觀測誤差；②由於不存在大氣對某些波段的選擇吸收，能用可見光和其他所有波段進行天體測量；③由於沒有大氣漫射，天空總是黑的，在儀器工作期間可連續進行觀測；④由於沒有大氣閃爍，得到到的星像質量較好，角距離很小的雙星和暗星也可觀測到(見天文寧靜度)；⑤由於沒有重力，望遠鏡鏡筒不會彎曲。
空間天體測量可以通過載有望遠鏡的衛星進行巡天觀測，借以獲得有關衛星運動和恒星間相互位置的參數，其精度大大高於地面觀測。這種觀測不是相對於赤道和春分點進行的，所以隻能得到天體之間的相對位置，還必須通過射電觀測等方式，才能得到絕對位置。
利用空間天體測量的優點，可進行多方面的研究工作。例如，改進基本星表FK4的系統（見星表），並把它同將來由射電天體測量建立的慣性參考系聯系起來，測定天體的視差和自行，進而精確地確定銀河系的距離尺度，並確定光度大的恒星和某些特殊恒星的絕對星等；測定星等11～12等的恒星和星系核的角直徑；對彼此距離很近、地面觀測無法分開的分光雙星進行觀測，確定天體的質量，從而改進大質量恒星的質光關系。