Pourquoi Jean-Dominique Cassini est-il connu ?
Les premières observations du Système solaire en tant que tel sont réalisées à partir de la mise au point par les astronomes de la lunette astronomique, puis du télescope, au début du XVIIe siècle. Galilée est parmi les premiers à découvrir des détails physiques sur d'autres corps grâce à sa lunette : il observe dès 1609 que la Lune est couverte de cratères, que le Soleil possède des taches et que quatre satellites, les satellites galiléens, orbitent autour de Jupiter. La découverte de satellites d'une autre planète que la Terre associée à l'observation des phases de Vénus permettent de populariser le modèle héliocentrique de Nicolas Copernic, . Par ailleurs, elles permettent de légitimer l'idée que les mêmes lois physiques s'appliquent aux autres planètes, ce qui sera ensuite formalisé par les lois de Kepler, puis par la loi universelle de la gravitation proposée par Isaac Newton.

L'invention d'un nouvel oculaire convergent permet à Christian Huygens de poursuivre les avancées de Galilée en découvrant Titan, satellite de Saturne, et la forme des anneaux de cette planète, bien qu'il les pense solides. Ses observations des planètes le font aussi aboutir à une première estimation de la distance Terre-Soleil donnant environ 25 000 rayons terrestres, soit 160 millions de kilomètres, et donc très proche de la valeur réelle. Jean-Dominique Cassini découvre ensuite quatre autres lunes de Saturne, la division de Cassini dans ses anneaux et la Grande Tache rouge sur Jupiter, . Observant des légères variations sur des éphémérides de Io autour de Jupiter en fonction de la direction de la Terre, il propose par ailleurs que la lumière se déplace à une vitesse finie, ce qui est repris sans crédit par Ole Christensen Rømer. 

Les questions posées par le fonctionnement d’un Système solaire héliocentrique trouvent des réponses grâce à la mécanique newtonienne, exposée pour la première fois dans Principes mathématiques de la philosophie naturelle en 1687. Cependant, très révolutionnaire, elle est d’abord rejetée. Toutefois, le concept commence à être discuté et la première occurrence connue du terme « Système solaire » date d'environ 1704. La première vérification expérimentale de la théorie de Newton est produite en 1758, lorsqu'une prédiction faite en 1716 par Edmond Halley se produit avec la réapparition de la comète qui porte son nom. Le XVIIIe siècle est également marqué par l'amélioration des télescopes permettant, entre autres, l'observation précise des transits de Vénus de 1761 et de 1769 aboutissant à de nouvelles mesures des distances dans le Système solaire.

La distribution des planètes est ensuite théorisée comme suivant la loi de Titius-Bode, une relation empirique de la distribution des planètes selon une suite arithmético-géométrique, ce qui est corroboré par deux découvertes majeures. En 1781, William Herschel observe ce qu'il pense être une nouvelle comète, mais dont l'orbite révèle qu'il s'agit d'une nouvelle planète, Uranus. En 1801, Giuseppe Piazzi découvre Cérès, un petit corps situé entre Mars et Jupiter qui est initialement considéré comme une nouvelle planète. Des observations ultérieures révèlent qu'en réalité des milliers d'autres objets existent dans cette région, ce qui conduit à leur reclassification comme astéroïdes, .

Les écarts entre la position d'Uranus et les calculs théoriques de son orbite conduisent à suspecter qu'une autre planète, plus lointaine, en perturbe le mouvement. Les calculs d'Urbain Le Verrier permettent la découverte de Neptune par Johann Gottfried Galle en 1846, invalidant davantage la loi de Titius-Bode. La précession du périhélie de Mercure conduit également Le Verrier à postuler, en 1859, l'existence d'une planète située entre Mercure et le Soleil, Vulcain. Ceci s'avère finalement faux et ce phénomène est ensuite expliqué en 1915 comme un test expérimental de la relativité générale, .

Les anomalies de trajectoire des planètes externes font émettre par Percival Lowell l'hypothèse d'une planète X. Après sa mort, l'observatoire Lowell conduit une recherche qui aboutit à la découverte de Pluton par Clyde Tombaugh en 1930. Si Pluton est d'abord considérée comme plus grande que la Terre, sa taille est progressivement réévaluée à la baisse et l'objet est en réalité trop petit pour perturber les orbites des planètes géantes ; sa découverte est donc une coïncidence, . Comme Cérès, elle est d'abord considérée comme une planète avant d'être reclassifiée en 2006 comme planète naine, à la suite de la découverte d'Éris, un objet épars de taille similaire, en 2005.

En 1992, David Jewitt et Jane Luu découvrent (15760) 1992 QB1. Cet objet se révèle le premier d'une nouvelle catégorie, la ceinture de Kuiper, un analogue glacé à la ceinture d'astéroïdes et dont Pluton fait partie.

Évolution de la représentation du Système solaire grâce aux observations télescopiques


 Observations instrumentales 
Jean-Dominique Cassini est connu par sa découverte de la Grande Tache rouge de Jupiter.