小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为，它们可能是一颗神秘行星的残骸，这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看，它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体，那它的直径只有不到1500公里-比月球的半径还小。

我们对小行星的所知很多是从研究坠落到地球表面的陨石而来。那些进入地球大气层的小行星称为流星体。流星体高速飞入大气，其表面与空气摩擦产生极高的温度，随之汽化并发出强光，这就是流星。如果流星没有被完全烧毁而坠落到地面，就是陨星。

大约92.8% 的陨星的主要成分是二氧化硅（也就是普通岩石），5.7%是铁和镍，其他的陨石是这三种物质的混合物。含石量大的陨星称为陨石，含铁量大的陨星称为陨铁。因为陨石与地球岩石非常相似，所以一般较难辨别。

由于小行星是从早期太阳系残留下来的物质，科学家对它们的构成非常感兴趣。宇宙探测器在经过小行星带时发现，小行星带其实非常空旷，小行星与小行星之间的距离非常遥远。1991年以前，人们都是通过地面观测以获得小行星的数据。1991年10月，伽利略号木星探测器访问了951 Gaspra小行星，拍摄了第一张高分辨率的小行星照片。1993年8月，伽利略号又飞临243 Ida小行星，使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。Gaspra和Ida小行星都富含金属，属于S型小行星。

1997年6月27日，NEAR探测器与253 Mathilde小行星擦肩而过。这次难得的机会使得科学家们第一次能够近距离地观察这颗富含碳的C型小行星。由于NEAR探测器并不是专用对其进行考察的，这次访问成为至今对它进行的唯一的一次访问。NEAR是用于在1999年1月对Eros小行星进行考察的。

最早发现的几颗小行星是“谷神星”（Ceres 1)、“智神星”(Pallas 2)、“婚神星”(Juno 3) 和“灶神星”(Vesta 4)，它们是所有小行星中最大的四颗。