小行星是太陽系家族中的一類成員，它們的“個頭”比大行星的衛星還小得多，一般分布在火星和木星的軌道之間－－小行星帶。它們的特點是體積小、質量小，最大的小行星直徑還未超過800公里。它們和大行星一樣，沿著橢圓軌道繞太陽運行。自1801年意大利天文學家皮亞齊偶然地發現第一顆小行星谷神星后，至今已發現了上萬顆小行星，而正式注冊、取得太陽家族“公民權”的小行星到1994年底已達5300多顆。

　　小行星雖然很小，但是它們在以往的天文學研究中卻曾起過重要的作用。譬如，1873年，德國天文學家伽勒利用8號花神星沖日，1877年英國天文學家吉爾利用4號灶神星沖日測定日地距離，都得到了精確的結果。1930～1931年，433號愛神星大沖時，國際天文學聯合會組織了空前規模的國際聯測，得到了三角測量所能達到的最精確的日地距離數值14958萬公里。

　　另外，利用小行星還可以測定行星的質量。當某顆小行星接近大行星時，大行星對它的攝動作用必然影響其軌道，從它軌道的微小變化中可以算出行星的實際質量。1870年，天文學家利用29號愛姆菲特列塔接近木星時所測得的木星質量為太陽質量的1／1047，今天天文學家仍在采用這個數。水星、金星、土星、火星等行星的質量均是用小行星測定的，測出的值有相當高的準確度。

　　為了改進和提高星表的精度，國際天文學聯合會組織十幾個天文臺對谷神星等10顆小行星進行長期的監測和歸算，從實際的數據及已知的軌道根數求得黃道和天赤道的準確位置。

　　小行星還為研究太陽系起源和演化提供重要線索。按照現代太陽系形成理論，太陽系是在46億年前由一團混沌星云凝聚而成的。而當初星云形成太陽系的具體過程已無法從地球或其他行星上找到痕跡了，只有小行星和慧星還保留著許多太陽系形成初期的狀態，因此它們被天文學家稱為太陽系早期的“活化石”。

　　另外，小行星的研究對于發展人類航天事業，保護地球環境，開發宇宙都有重要的意義。特別是近地小行星，它們即是潛在的礦物資源，又是小行星中最容易實現的航天近探的目標。

　　小行星的直徑很小，在天文學家所獲得的幾百顆小行星半徑值中，只有幾顆較大、較近的小行星是直接測量的，其它都是用紅外波和偏振法測定的。測量表明，直徑在100公里以上的小行星大約有110顆，直徑在50公里以上的小行星大約有560顆，絕大多數小行星的直徑都在1～2公里，還不如地球上的一座山大呢！

　　至于小行星的質量，除1號谷神星、2號智神星和4號灶神星外，所有的小行星質量都是由它們的直徑和假定的密度推算出來的，僅有數量級的概念。一般認為小行星的總質量值為1000億噸，其中谷神星大約占總質量的一半。

　　小行星的反照率取決于它們的化學組成和表面狀況。由于小行星表面各部分的反照率不同，再加上自轉，使小行星的亮度產生周期性的變化。根據亮度變化曲線，可測出小行星的自轉周期和自轉軸的取向，并推測它們的形狀。從目前已知自轉狀況的200多顆小行星看來，自轉周期多數在4～16小時，平均為11.47小時。自轉軸的取向是隨機分布的。直徑大于100公里的小行星的形狀一般比較規則，接近球形，直徑小于100公里的小行星形狀則是各種各樣的，有的呈長柱形，有的猶如啞鈴，還有的甚至像是兩塊石塊粘在一起的。

　　我國紫金山天文臺從50年代末開始小行星的光電觀測，已發表了數十條小行星光度曲線，其中有些是在國際上首次發表的，由于觀測質量高，被國外觀測者廣泛采用。

　　小行星的探測追蹤

　　1991年10月29日，“伽利略號”宇宙飛船于掠過951號小行星加斯帕（951 Gaspra），從距離1600公里處飛近探測，可以清楚地看到這顆小行星表面50米的細節特征。飛船上的近紅外測繪分光儀所作的初步測量表明，加斯帕的形狀很不規則，有可能是由一個大的母體中分裂出來的，這是宇宙飛船探測的第一例小行星。

　　1993年8月，“伽利略號”又飛經了243 Ida（艾達）小行星，使其成為第二顆被宇宙飛船訪問過的小行星。Gaspra和Ida小行星都富含金屬，屬于S型小行星。

　　1997年 6月27日，NEAR探測器與253 Mathilde小行星擦肩而過。這次機遇使得科學家們第一次能近距離觀察這顆富含碳的 C型小行星。此次訪問由于NEAR探測器不是專門用來對其進行考察而成為唯一的一次訪問。NEAR是用于在1999年 1月對Eros小行星進行考察的。

　　天文學家們已經對不少小行星作了地面觀察。一些知名的小行星有Toutais、Castalia、Vesta和Geographos等。對于小行星Toutatis、Castalia和Geographos，天文學家是在它們接近太陽時，在地面通過射電觀察研究它們的。Vesta 小行星是由哈勃太空望遠鏡發現的。 　 目前，意大利已制定了一個以皮亞齊命名的近地小行星航天探測計劃，準備近探433號愛神星。

　　小行星的衛星

　　1978年6月7日，美國天文學家麥克馬洪在觀測532號大力神小行星掩恒星時，發現它有一顆衛星，命名為1978（532）Ｉ，這是天文學家第一次發現小行星有衛星。532號小行星和其衛星的直徑分別為243公里和45.6公里，彼此相距977公里。半年后天文學家又從18號郁神星掩恒星的資料中發現它也有衛星，這對小天體中心距為460公里，直徑分別為135公里和37公里，倘若這是一顆同步衛星，那么在郁神星上看來，這個“月亮”的角直徑可達5°24′，視面積幾乎是我們月球的120倍。以后，又在重新處理過去的一些小行星掩星資料時發現若干小行星也有衛星，其中包括2號智神星、6號春神星、9號海神星、12號凱神星等，大概有三四十顆。

　　1980年，美國天文學家利用光斑干涉測量的新技術證明2號智神星確實存在一顆衛星，但是，對于小行星是否有衛星的問題一直懸而未決，一些持反對意見的天文學家認為，人類已經發射了那么多空間探測器，但迄今未發現一顆小行星的衛星，所以小行星有衛星的結論缺乏觀測證據。另外，小行星衛星在天體系統中屬于什么層次，能否與月球或木衛等相提并論現在也沒有定論。

　　1989年發射的木星探測器“伽利略”在1991年10月飛過第951號小行星加斯帕，圓了天文學家近探小行星的夢想。1993年8月，“伽利略”掠過第243號小行星艾達，進行了多項觀測記錄。1994年2月，天文學家分析“伽利略”發回的資料，發現艾達附近有一顆比它小得多得衛星，并在英國學術周刊《自然》上發表了艾達與衛星的合影、衛星的放大圖象。此后，“伽利略”又發回更新的成象和光譜資料。據此，天文學家估計艾達衛星的直徑為1.5公里，發現時距小行星僅100公里，天文學家認為，這是確切發現小行星有衛星的第一例。

　　小行星的軌道分布

　　小行星的公轉軌道都是橢圓形的，大約有95％的小行星軌道半長徑在2.17～3.64天文單位之間，這一空間區域稱為小行星的主環帶，位于主環帶里的小行星稱為“主帶小行星”。

　　一小部分小行星離群索居，形成幾個特殊的群體。軌道半徑大于3.3天文單位的稱為遠距小行星，其中最著名的是脫羅央群，它們的軌道半徑和木星的一樣大。從太陽望去，有一些位于木星之前60°，有一些位于木星之后60°，前者叫“希臘群”，后者叫“純脫羅央群”。

　　另一個特殊群體是近距小行星，它們的軌道近日點深入到內太陽系，有的甚至跑進地球軌道以內，稱為近地小行星。按照軌道近日點的距離和半長徑的數值特征，近地小行星又被劃分成阿莫爾型、阿波羅型和阿登型。

　　阿莫爾型小行星的軌道特征是近日距都在火星軌道之內——1.02～1.3天文單位，半長徑1.39～4.23天文單位，偏心率0.062～0.574，傾角2.2°～52.1°，小行星直徑為0.3～38.5公里，現已發現這類小行星有70多顆。 阿波羅小行星的軌道特征是近日距小于1.017天文單位，而半長徑大于1天文單位，因有一段軌道與地球軌道非常靠近甚至相交，而引起天文學家的特別關注，這類小行星已發現了100多顆。阿登型小行星的軌道半長徑都小于1天文單位，近日距也小于1天文單位，遠日距略大于1天文單位，這種小行星為數不多，目前僅發現10顆左右，因它們的軌道與地球近似，周期也相差不多，所以比阿波羅型小行星更受到重視。

　　一些近地小行星在大行星的攝動下，軌道會和地球軌道相交，從而有可能與地球相撞。在過去的幾十億年中，這種事件可能確實發生過。通過空間遙感技術，在地球上已發現了100多個隕石坑，其中91處推測是小行星撞擊造成的。據科學家考證，1976年吉林隕石雨的母體就是接近火星軌道的阿波羅型小行星的一個碎塊。最近美國科學家提出，導致6500萬年前恐龍滅絕的也是一顆隕落的阿波羅型小行星。

　　雖然小行星撞擊地球造成的危害很大，但是這種幾率是微乎其微的。研究表明，直徑10公里大小的小行星平均１億年左右才會與地球相撞一次，地球每百萬年受到三次較小的小行星的撞擊，但其中只有一次發生在陸地上。為了預防這種不測事件，一些國家正在考慮發射專門監測近地小行星的人造地球衛星，及早發現并排除它們。