远距离地观测电子的各种现象,主要是依靠探测电子的辐射能量。例如,在像恒星日冕一类的高能量环境里,自由电子会形成一种藉著制动辐射来辐射能量的等离子。电子气体的等离子振荡。是一种波动,是由电子密度的快速震荡所产生的波动。这种波动会造成能量发射。天文学家可以使用无线电望远镜来探测这能量。
根据普朗克关系式,光子的频率与能量成正比。当一个束缚电子跃迁于原子的不同能级的轨域之间时,束缚电子会吸收或发射具有特定频率的光子。例如,当照射宽带光谱的光源于原子时,很明显特别的吸收光谱会出现于透射辐射的光谱。每一种元素或分子会显示出一组特别的吸收光谱,像氢光谱。光谱学专门研究测量这些谱线的强度和宽度。细心分析这些数据,即可得知物质的组成元素和物理性质。