小行星（Asteroid或Minor planet）是指太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体，绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。

按照国际天文联合会（International Astronomical Union）2006年给出的规范定义，小行星（英语：Asteroid，希腊语：Αστεροειδής）为微型行星（Minor planet）的一种。以太阳系而言，小行星属于太阳系小天体（Small Solar System Body, SSSB），和行星一样环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多。但绝大部分的小行星都分布于内太阳系，特别是小行星带，加上外太阳系小天体（如半人马天体和外海王星天体）的物理特性和内太阳系小天体有较大差异。因此狭义上的小行星（Asteroid）一词更常被用于专指内太阳系既非彗星也非流星体的小天体。在历史上一直适用于绕太阳公转的任何天体，这些天体在望远镜中都不会分解成圆盘，并且没有观察到具有活动彗星（如彗尾）的特征。 外太阳系小行星大多具有类似于彗星的富含挥发物的表面，与主带小行星区别明显。

在现代英语中，Asteroid、Minor planet、Planetoid虽然有区分，但在历史上或多或少的被视为同义词。在中文里，Minor planet长期以来也一直被翻译为小行星，2006年改翻译为“微型行星”后，却很少被使用。因此，中文“小行星”则定义更加广泛一些。广义上的小行星（Minor planet）包括小行星中心（Minor Planets Center）给予小行星编号的所有天体，包括所有矮行星（Dwarf planets），特洛伊小行星（Trojans），半人马小行星（Centaurs）, 柯伊伯带天体（Kuiper belt objects）以及其他外海王星天体（trans-Neptunian objects）。除矮行星外，广义小行星的大小介于流星体和矮行星之间，直径可从1米至1000千米不等，包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。

小行星一般被认为是由太阳系形成时期的微行星（Planetesimal）演变而来，是发现数量最多的太阳系天体。尽管已发现了数量相当庞大的小行星，当中只有极少数的直径大于100公里。到1990年代为止，最大的小行星是谷神星（Ceres），但随后在柯伊伯带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大，比如2000年发现的小行星20000伐楼拿（20000 Varuna）的直径为900千米，2002年发现的创神星（50000 Quaoar）直径为1280千米，2004年发现的亡神星（90482 Orcus）的直径甚至可能达到1800千米。2003年发现的塞德娜（90377 Sedna）位于柯伊伯带以外，其直径约为1500千米。不过也有天文学家认为以上这些天体可能都属于矮行星。

1766年，德国的一位中学教师约翰·丹尼尔·提丢斯（Johann Daniel Titius）猜测太阳系内的行星离太阳的距离构成一个简单的数列。1772年，柏林天文台台长约翰·波得（Johann Elert Bode）将这个数列归纳为著名的提丢斯-波得定则，天文学家认为在距太阳距离为2.8天文单位（火星和木星之间）处应有一颗未发现的行星。1781年年3月13日，威廉·赫歇尔（William Herschel）发现了天王星，人们发现天王星轨道也符合提丢斯-波得定则，因此加深了看法。18世纪末，有许多人开始寻找这颗未被发现的行星。当时欧洲的天文学家们组织了世界上第一次国际科研合作项目，在哥达天文台的领导下全天被分为24个区，欧洲各国的天文学家们系统地在这些区域内搜索这颗被称为“幽灵”的行星。但这个项目没有任何成果。

1801年1月1日晚上，西西里岛巴勒莫天文台的朱塞普·皮亚齐（Giuseppe Piazzi）在金牛座发现了一颗星图上找不到的星。起初他认为这会不会又是一颗彗星。但当这颗星的运道被测定后，却发现它不是彗星，而更像是一颗小型的行星。皮亚齐称它为Ceres（克瑞斯），中文译为谷神星。克瑞斯是罗马神话中的农业和丰收女神，罗马十二主神之一，西西里岛的守护神。皮亚齐本人并没有参加寻找“幽灵”的项目，但听说了这个项目，他开始怀疑找到了“幽灵”，在此后数日内继续观察这颗星。随后，他将发现报告寄给哥达天文台，但是却声称找到了一颗彗星。此后，皮亚齐因生病无法继续他的观察，而且他的发现报告用了很长时间才到送达哥达天文台。此时，那颗星已经向太阳方向运动，被掩盖在太阳的光辉中，无法再被找到了。

德国数学家约翰·卡尔·弗里德里希·高斯（Johann Carl Friedrich Gauß）发明了一种计算行星和彗星轨道的方法，用这种方法只需要几个位置点就可以计算出一颗天体的轨道。高斯读了皮亚齐的发现后，就将这颗天体的位置计算出来，并将数据送往哥达天文台。海因里希·奥伯斯（Heinrich Wilhelm Olbers）于1801年12月31日晚重新发现了这颗星，后来皮亚齐将其命名为谷神星。1802年奥伯斯又发现了另一颗天体，并将其命名为智神星，1804年婚神星被卡尔·路德维希·哈丁（Karl Ludwig Harding）发现，1807年奥伯斯又发现了灶神星。一直到1845年第五颗小行星义神星才被卡尔·路德维希·亨克（Karl Ludwig Hencke）发现，但此后小行星发现速度加快。到1890年为止，天文学家共发现了约300颗小行星。

1890年后，摄影术被引入天文学，为天文学的发展给予了巨大的推动。此前要发现一颗小行星天文学家必须长时间记录每颗可疑的星的位置，比较它们与周围星位置之间的变化。但在摄影底片上一颗相对于恒星运动的小行星在底片上拉出一条线，很容易就可以被确定。而且随着底片的感光度的增强它们很快就比人眼要灵敏，即使比较暗的小行星也可以被发现。摄影技术的引入使得被发现的小行星的数量增长巨大。当一颗小行星的轨道被确定后，天文学家可以根据对它的绝对星等（H）亮度和反照率的分析来估计它的大小。为了分析一颗小行星的反照率一般天文学家既使用可见光也使用红外线的测量。但这个方法还是比较不可靠的，因为每颗小行星的表面结构和成分都可能不同，因此根据反照率的分析往往错误比较大。

比较精确的数据可以使用雷达观测来取得。天文学家使用射电望远镜作为高功率的发生器向小行星投射强无线电波。通过测量反射波到达的速度可以计算出小行星的距离。对其它数据（衍射数据）的分析可以推导出小行星的形状和大小。观测小行星掩星也可以比较精确地推算小行星的大小。到1940年具有永久编号的小行星已经有1564颗。那个时代，高斯的学生德国天文学家约翰·弗朗茨·恩克（Johann Franz Encke）和彼得·安德烈亚斯·汉森（Peter Andreas Hansen）长于轨道计算，法国天文学家夏尔·沃尔夫（Charles Joseph Étienne Wolf）和德国天文学家卡尔·威廉·莱因穆特（Karl Wilhelm Reinmuth）在观测上有许多发现而贡献尤大。

天文学家早在1898年就发现了近地小行星爱神星（433 Eros），而1930年代又发现了一系列类似的天体，它们包括小行星1221阿莫尔（1221 Amor），小行星1862阿波罗（1862 Apollo），小行星2101阿多尼斯（2101 Adonis），最后是小行星69230赫尔墨斯（69230 Hermes）。之后的研究发现，赫尔墨斯曾在1937年10月30日距离地球仅0.005 AU。天文学家开始意识到发生小行星撞击地球的可能性。

在随后的几十年中发生的几个事件引起了人们的警觉。人们越来越接受路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Walter Alvarez）提出的小行星撞击说，即撞击事件导致了白垩纪大灭绝。1994年观察到的苏梅克列维9号彗星（Shoemaker-Levy 9）撞击木星。美国军方还解密了相关情报，这些情报是为探测核爆炸而建造的军用卫星已经探测到数百起高空撞击事件，撞击物大小范围从1米到10米不等。

1990年代以来，电荷耦合器件（CCD）相机和计算机控制望远镜技术的进步，推动了高效率的巡天观测。截至2011年，据估计直径1千米或更大的近地小行星中的89％至96％已被发现。使用此类系统的团队名单如下表格所示。截至2020年，仅林肯近地小行星研究小组（LINEAR）就发现了近15万颗小行星。在所有巡天搜索中，已发现2万多颗近地小行星，其中近900颗小行星直径大于1千米（0.6英里）。发现小行星数量最多的个人，排名前三的是分别是荷兰裔美国天文学家汤姆·格雷尔斯（Tom Gehrels）、荷兰天文学家英格丽·范·豪敦-格勒内费尔德（Ingrid van Houten-Groeneveld）及其丈夫科内利斯·约翰内斯·范·豪敦（Cornelis Johannes van Houten），分别发现了4661颗、4644颗、4643颗小行星。不过，他们属于同一个团队，发现数量有重复统计，并且三人都相继去世。仅次于他们的是比利时天文学家艾瑞克·怀特·埃尔斯特（Eric Walter Elst），共独立发现了3869颗小行星。发现小行星数量最多的中国人是出生于1988年的叶泉志。

自1990年代以来，在柯伊伯带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大，比如2000年发现的伐楼拿（20000 Varuna）的直径为900千米，2002年发现的创神星（50000 Quaoar）直径为1280千米，2004年发现的亡神星（90482 Orcus）的直径甚至可能达到1800千米。2003年发现的塞德娜（90377 Sedna）位于柯伊伯带以外，其直径约为1500千米。2018年5月，欧洲南方天文台宣布，一个国际研究小组利用其设在智利的甚大望远镜在海王星外发现了一颗富含碳的小行星，距离地球约40亿千米。这是天文学家首次在太阳系边缘区域发现这类天体，有望为研究太阳系形成早期提供依据。

进入21世纪，小行星发现数量以每年数万颗的速度增长，或许存在着近百万颗直径为1千米左右的小行星，由于太小而还未在地球上观察到。截至2018年的数字，有26颗小行星的直径大于200千米。对这些容易发现的小行星的观测数据已基本完成，大约99%的小行星的直径小于100千米。对那些直径在10到100千米之间的小行星的编录工作已完成了一半。尽管小行星数量众多，但是内太阳系所有小行星的质量之和比月球质量还小。

根据小行星中心的数据，截至2020年12月31日，太阳系内已有1026572颗小行星被确认（包含外太阳系小天体），其中约57%已有正式编号，但这很可能仍仅是所有小行星中的一小部分。受到2000年代以后观测技术进步以及巡天观测任务渐多的影响，小行星数量每天都在持续增长，如今每个月都能有多达数千颗新的小行星被发现。

2021年11月29日，经国际天文学联合会（IAU）小天体命名委员会批准，命名第23692号小行星为“南大天文学子星”，从此，浩瀚宇宙又增加了一颗“南大系”小行星。

国际编号为42175号的小行星，以中国科学家于洋的名字命名为“Yuyang”星。于洋是北京航空航天大学教授，祖籍黄骅市齐家务镇隆儿庄村，1986年1月出生于沧州。

2022年7月27日，国际小行星中心发布公告确认中国科学院紫金山天文台于7月23日、24日新发现两颗近地小行星——2022 OS1和2022 ON1。这两颗小行星均是紫金山天文台盱眙近地天体观测站近地天体望远镜观测到的。

2022年12月，欧洲航天局在社交媒体推特上发文称，欧洲科学家发现了一颗小行星2015 RN35飞向地球。

最早发现的小行星谷神星（Ceres）最初被认为是新行星。随后发现了其他类似天体，使用当时的望远镜，它们看起来像是光点，就像恒星一样几乎没有行星盘，即便可以通过运动和恒星区分开来。这促使英国天文学家威廉·赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel）爵士提出Asteroid一词，以希腊语σστεροειδής或asteroeidēs创造，意为“星状，星形”，源自古希腊语σστήρastēr中的“ star,planet '。直到19世纪下半叶，小行星（asteroid）和行星（planet）两个术语仍然可以互换使用。

小行星的名字由两个部分组成：前面是一个永久编号，后面是一个名字。每颗被证实的小行星先会获得一个永久编号，发现者可以为这颗小行星建议一个名字。这个名字要由国际天文联合会批准才被正式采纳，原因是因为小行星的命名有一定的规则。因此绝大部分小行星没有名字，尤其是永久编号在超过10000的小行星。假如小行星的轨道可以足够精确地被确定后，那么它的发现就算是被证实了。新发现的小行星被赋予临时名称，是由发现年份、两个字母、数字下标组成，比如2002 AT4，字母数字代码表示发现的半个月以及该半个月内的序列。 确认小行星的轨道后，系统会为其编号，然后再为其命名，例如爱神星（433 Eros）。 正式的命名约定在数字周围使用括号，例如 （433）Eros，但不用括号的情况却很普遍。 在一些非正式的情况下，小行星名称通常会完全删除数字，或者在在第一次提及含数字的名称之后，后续使用名称就不再包含数字。未命名的小行星也经常以括号中的永久编号加上临时名称表示，例如（148209）2000 CR105。已经有中文译名的知名小行星可以用名称直接表示，例如颖神星、中华星，没有命名或较晚才有中文译名的一般以“小行星+编号”表示，例如小行星25143就是日本探测器隼鸟号访问过的糸川小行星。本文为了链接其他百度百科词条，也用”小行星+编号+名称“的写法表示。

小行星的发现者可以根据国际天文学联合会制定的指南提出名字。皮亚齐于1801年在西西里岛发现第一颗小行星，他将这颗星起名为谷神·费迪南星。前一部分是以西西里岛的保护神谷神克瑞斯命名的，后一部分是以那不勒斯王国的国王费迪南四世命名的。但各国学者们对此不满意，因此将第二部分去掉了，所以第一颗小行星的正式名称是谷神星（1 Ceres）。此后发现的小行星都是按这个传统以罗马或希腊的神来命名的，如智神星（2 Pallas）、婚神星（3 Juno）、灶神星（4 Vesta）、义神星（5 Astraea）等，约定命名权归发现者，而且必须使用女性神的名字。

但随着越来越多的小行星被发现，最后西方神话中的名字都用光了。因此后来的小行星以发现者夫人的名字、历史人物或其他重要人物、城市、地点、童话人物名字或其他神话里的神来命名。直到21世纪初，才废除采用女性化名称的命名方式。比如艳后星（216 Kleopatra）是依据埃及女王克娄巴特拉七世命名的，小行星2001爱因斯坦（2001 Einstein）是以阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）命名的，小行星17744福斯特（17744 Foster）是依据美国女演员朱迪·福斯特（Jodie Foster）命名的，小行星1773（1773 Rumpelstilz）是以格林童话中的一个侏儒命名的。

对于一些编号是1000的倍数的小行星，习惯上以特别重要的人、物来命名（但常有例外）。由于永久编号已超过100000，一些原来应对5位小行星编号的程序便无法支持，因此出现万位数字采用英文字母的编号表示方法，即A=10、B=11……Z=35；a=36……z=61，这样619999号以下的小行星仍然可以用5位表示。

早期天文学家认为小行星是一颗在火星和木星之间的行星破碎而形成的。但从小行星的分布特征来看，它们并不像是曾经集结在一起。而且，小行星带内所有小行星的全部质量只有月球质量的4%。即便将所有的内太阳系小行星加在一起组成一个单一的天体，那么它的直径只有不到1500千米，甚至小于冥王星。现代天文学家认为小行星是太阳系形成过程中没有形成行星的残留物质。木星在太阳系形成时的质量增长最快，它的引力阻止了小行星带区域另一颗行星的形成。小行星带中的小行星轨道受到木星的干扰，它们不断碰撞和破碎。其它的物质被逐出它们的轨道与其它行星相撞。大的小行星在形成后由于铝的放射性同位素26Al、铁的放射性同位素60Fe衰变而产生热量。较重的元素如镍和铁在这种情况下向小行星的内部下沉，较轻的元素如硅则上浮。这样一来就造成了小行星内部物质的分离。在此后的碰撞和破裂后所产生的新的小行星的构成因此也不同。有些碎片后来落到地球上成为陨石。

过去天文学家以为小行星是一整块完整单一的岩石，但小行星的密度比岩石低，而且它们表面上巨大的环形山说明比较大小行星的组织比较松散。这样松散的物体在大的撞击下不会碎裂，而可以将撞击的能量吸收过来。完整单一的物体在大的撞击下会被冲击波击碎。此外大型小行星的自转速度很慢，速度存在上限，很少有直径大于100米的小行星的自转周期小于2.2小时。如果小行星的自转速度快于此速度，则表面的惯性力大于重力，任何松弛的表面物质都会被甩出，小行星也可能会因离心力解体。天文学家一般认为大于200米的小行星主要是由碎石堆组成的。而被甩出的部分较小碎片也可能成为一些小行星的卫星，林神星（87 Sylvia）便拥有两颗卫星。

内太阳系小行星的大小差异很大，从最大的小行星谷神星接近1000千米，最小的则是1米大小的岩石。最大的三个小行星非常像微型行星：它们大致呈球形，内部至少具有部分差异，被认为是存留下来的原行星。但绝大多数小行星都比较小，且形状不规则，被认为是饱受摧残的小行星或较大物体的碎片。矮行星谷神星是内太阳系最大的小行星，直径为940千米（580英里）。仅此谷神星的是灶神星和智神星，直径都超过500千米（300英里）。灶神星是仅有的肉眼可见的主带小行星。在极少数情况下，近地小行星在最近距离上可能会短暂肉眼可见。比如毁神星（99942 Apophis）。位于火星和木星轨道之间的小行星带所有物体的质量估计在（2.8–3.2）×1021 kg的范围内，约为月球质量的4％。谷神星为0.938×1021千克，约占总质量的三分之一，再加上紧随其后三个小行星，灶神星（9％），智神星（7％）和健神星（3％），四个最大的小行星质量之和约占内太阳系小行星总质量的一半，而此后质量较大的三个小行星，小行星704（704 Interamnia）占1.3％，小行星511戴维达（511 Davida）占1.3％ ，司法星（15 Eunomia）占1.1％，加起来仅占另外3.7％。小行星的数量随着其质量的减少而迅速增加，随着大小的增加而显着减少，通常遵循幂定律，但直径在5千米和100千米处出现波动，其中发现的小行星比对数分布所预计的要多。

尽管在小行星带中的位置使它们无法成为行星，但三个最大的小行星（谷神星，灶神星和智神星）曾是完整的原行星（Protoplanetary）。与大多数不规则形状的小行星相比，它们具有行星才有的许多特征。第四大的健神星看起来几乎是球形的，尽管它可能像大多数小行星一样具有未分化的内部。

谷神星是仅有的具有完全椭球体的小行星，因此是小行星带仅有的矮行星。绝对星等约为3.32比其他小行星大得多，并且可能拥有冰层。谷神星有行星一样的特征，拥有地壳，地幔和核心，但在地球上没有发现谷神星陨石。尽管灶神星在太阳系的霜冻线内形成，但内部也有差异，主要由玄武岩组成，其中含有橄榄石等矿物。不考虑位于灶神星南极的Rheasilvia陨石坑的凹陷，灶神星还具有椭球状。 灶神星是灶神星家族和其他V-型小行星的母体，并且是HED陨石的来源，HED陨石占地球上所有陨石的5％。

智神星的不同寻常之处在于，它像天王星一样侧着旋转，其自转轴相对于其轨道平面成大角度倾斜。其成分与谷神星相似：碳和硅含量高，并且可能存在部分差异。智神星是智神星家族的母体。 健神星是最大的碳质小行星，与其他最大的小行星不同，它相对靠近黄道平面。它是健神星家族的最大成员和推测的母体。由于表面上没有像灶神星上那样足够大的撞击坑，因此人们认为健神星可能在形成健神星家族的碰撞中被完全破坏，并在损失较少的情况下重新聚集超过其质量的2％。2017年和2018年，天文学家使用甚大望远镜的SPHERE成像仪进行观测，2019年底宣布发现健神星具有近乎球形的形状，符合矮行星的流体静力平衡条件，或者早期处于流体静力平衡状态，后来被破坏。

经过对所有陨星的分析，其中 92.8%的成分是二氧化硅（岩石），5.7%是铁和镍，剩余部分是这三种物质的混合物。含石量大的陨星称为石陨石，占陨星总量的93.3%；含铁量大的陨星称为陨铁，占陨星总量的5.4%；成分是岩石与铁镍合金的混合的陨星被称为石铁陨石，占陨星总量的1.3%。因为陨石与地球岩石非常相似，所以较难辨别。最大的小行星直径也只有1000千米左右，微型小行星则只有鹅卵石一般大小。小行星的物理组成各不相同，并且在大多数情况下了解甚少。谷神星似乎由冰冷的地幔覆盖的岩石核心组成，灶神星被认为具有镍铁核心，橄榄石地幔和玄武质地壳。健神星似乎具有均匀的碳质球粒陨石组成，被认为是最大的未分化小行星。大多数较小的小行星被认为是靠重力松散地堆在一起的碎石堆，尽管很可能是固体。一些小行星拥有卫星或为双小行星系统。碎石堆状的小行星，卫星，双小行星和分散的小行星家族被认为是碰撞导致小行星母体破裂的结果。

小行星含有微量的氨基酸和其他有机化合物，一些人推测小行星撞击可能已经为地球早期带来了引发生命诞生所需的化学物质，甚至可能将生命本身带入了地球。2011年8月，基于NASA对地球上发现的陨石的研究报告表明，外太空的小行星和彗星上可能含有DNA和RNA的组成单元，比如腺嘌呤、鸟嘌呤和其他相关有机分子。

小行星的组成是从反照率，表面光谱和密度这三个主要来源计算出来的。密度只能通过观察小行星可能拥有的卫星轨道来准确确定。拥有卫星的小行星要么由碎石堆组成，体积可能是一半为空洞，要么是一块松散的岩石，要么是金属聚集体。拥有卫星的小行星中直径最大约为280千米，包括赫女星（121 Hermione）为268×186×183 千米，林神星（87 Sylvia）为384×262×232 千米。体积大于林神星的小行星只有六颗，却都没有卫星。但是一些较小的小行星的质量却更大，这表明它们可能没有被破坏。实际上，与测距误差相同，与林神星同等大小的小行星511戴维达（511 Davida），估计是其质量的两倍半，其自转高度不确定。林神星之类的小行星很可能由碎石堆组成，这可能是受到破坏性影响的结果。这对太阳系形成理论产生了重要影响，计算机对涉及固体的碰撞的模拟显示，它们在相互融合时经常相互破坏，但碎石堆碰撞更有可能产生小行星合并。这意味着这些行星的核心可能形成得相对较快。

1990年，阿尔及利亚发现了陨石Acfer 049，2019年科学家发现里面有冰化石，这是小行星组成中含有水冰的第一个直接证据。2009年10月7日，使用NASA的红外望远镜装置确认了司理星（24 Themis）表面上存在水冰。小行星的表面似乎完全被冰覆盖。随着该冰层的升华，表面下的冰层可能会补充冰层。表面也检测到有机化合物。科学家认为，撞击产生月球后，带入地球的第一批水是由小行星撞击所输送的，司理星上存在的冰支持了这一理论。2013年10月，在绕白矮星GD 61运行的小行星上，首次发现了太阳系外天体上的水。2014年1月22日，欧洲航天局（ESA）宣布首次在小行星带最大的天体谷神星上检测到水蒸气。2010年底，小行星596希拉(596 Scheila)的亮度比预计提高了两倍。随后，科学家使用赫歇尔太空望远镜的远红外成像仪在内的多个太空望远镜对其进行观测，出乎意料的发现了羽状喷流，因为这通常在彗星上发现，而不是小行星。有些天文学家认为彗星和小行星之间的界线已经越来越模糊。2016年5月，来自广域红外勘测仪和NEOWISE任务的重要小行星数据受到了质疑。尽管早期的原始批评未经过同行评审，随后发表了较新的同行评审研究。2019年11月，科学家报告首次在陨石中检测到包括核糖在内的糖分子，这表明小行星上的化学过程可以产生一些对生命至关重要的根本生物成分　　此外，火星和木星轨道间许多小行星所含重氢的比例与地球水近似。尽管小行星的含水量较低，但大量小行星撞击地球，可能导致地球水诞生。

如果形状不规则，四大小行星（谷神星、智神星、灶神星和健神星）以外的大多数小行星的外观可能大致相似。 50千米直径的梅西尔德星（253 Mathilde）是一块碎石堆，上面充满了撞击坑，撞击坑直径大小几乎等于小行星半径。地球观测到的300千米直径的小行星511戴维达（511 Davida），体积仅次于四大小行星，由碰撞碎屑形成，照片揭示了一个类似的角度剖面，表明它也被半径大小的撞击坑所饱和。近距离观察到的中等大小的小行星，如梅西尔德星和艾女星（243 Ida），也发现了覆盖在地表的深灰石。在四大小行星中，智神星和健神星表面细节实际上是未知的。灶神星在其南极有一个压裂裂缝，围绕着一个半径大小的撞击坑，但灶神星是一个椭球体。在哈勃太空望远镜提供的照片中，谷神星似乎完全不同，其表面特征不太可能是由于简单的撞击坑和撞击盆地所致，2015年3月6日进入谷神星轨道的黎明号探测器揭示了更多的细节。由于太阳风作用，小行星会随着年龄的增长而变暗和变红。但有证据表明，大多数颜色变化都是在最初的几十万年迅速发生的，从而限制了光谱测量对确定小行星年龄的可信度。

平均直径超过 240 千米的小行星约有16个。它们都位于地球轨道外侧到土星的轨道内侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交，曾有某些小行星与地球发生过碰撞。按轨道根数作统计分析，轨道倾角在约5 度和偏心率约0.17处的小行星数目最多。柯克伍德空隙是按小行星平均日心距离统计得到的最著名的分布特征。小行星数N 与平均冲日星等m 之间满足统计关系logN=0.39m-3.3，小行星直径（d，单位为千米）同绝对星等（H）之间满足统计公式logd=3.7-0.2H。小行星数随直径的分布在直径约30千米附近出现间断。

近地小行星（Near-Earth asteroids）是一个笼统的术语，指那些轨道接近地球轨道的小行星。近地天体除了近地小行星外，还包括近地彗星等。据天文学家测算，这些近地小行星可能已经在自己的轨道上运行了1000万至1亿年，而它们最终的命运不是与内行星碰撞，就是在接近内行星时被抛射出太阳系。近年人们对这些小行星的研究加深了，因为它们理论上是有可能与地球相撞的。比较有成绩的计划包括林肯近地小行星研究小组（LINEAR）、近地小行星追踪（NEAT）和罗威尔天文台近地天体搜索计划（LONEOS）等。美国航空航天局发言人表示，截至2017年12月24日，人类已经发现地球周围有17495个近地天体，其中小行星为17389个。根据小行星中心的数据，截至2020年12月31日，近地小行星数量为24810颗。

越火小行星全称为火星轨道穿越小行星（Mars-crosser asteroids，MCA），也称为火星穿越者（Mars crosser，MC）。越火小行星是一种横穿火星轨道的小行星，但不一定与地球的轨道接近，也包括两个编号为小行星5261尤里卡（5261 Eureka）和（101429）1998 VF31的火星特洛伊。许多数据库，例如喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的小行星数据库（JPL SBDB），仅将近日点大于1.3 AU的小行星列为越火小行星。一个近日点小于此值的小行星，即使它正在穿越火星轨道并且正在穿越（或接近）地球轨道，也被归为近地小行星。越火小行星的近日点位于火星远日点以内（1.67 AU），但在火星近日点以外（1.38 AU）。 越火小行星数量较多，JPL SBDB共列出了13500个。其中只有18个视星等比绝对星等（H）12.5高，通常这些绝对星等（H）小于12.5的小行星直径大于13 千米（取决于反照率）。已知最小的越火小行星的绝对星等（H）约为24，直径通常小于100米。

约90%已知的小行星的轨道位于小行星带（The asteroid belt）中。小行星带是一个位于火星和木星轨道之间的相当宽广的区域，大约在2至4 AU之间，是最早发现的和最著名的小行星群。谷神星、智神星等最早被发现的小行星都位于小行星带内。小行星带成员沿着火星与木星之间的大致圆形轨道运行，偏心率低于0.3，轨道倾角小于30°。由于木星的引力影响，它们无法汇聚形成行星。美国天文学家丹尼尔·柯克伍德（Daniel Kirkwood）在1874年首次发现，木星的引力影响通过轨道共振在小行星带中清理出几条柯克伍德空隙，主要空隙位于位于2.06、2.50、2.82、3.03、3.27 AU处。柯克伍德空隙可将小行星带进一步细分内小行星带、中小行星带、外小行星带。

中小行星带，在3：1和5：2的木星共振轨道之间，后者在2.82 AU。最大的成员是谷神星（1 Ceres）。

外小行星带在5：2和2：1的木星共振轨道之间，并被7：3木星共振轨道的3.03 AU处的柯克伍德空隙分割为两个更小的带。最大的成员是健神星（10 Hygiea）。：

小行星带还分为不同的小行星家族。灶神星族（Vesta Family）的是一个庞大的小行星家族，主带内侧靠近灶神星附近的V型小行星几乎都是家族成员，主带内6%的小行星属于这个家族。智神星族小行星（Pallas Family）的平均轨道半径在2.7至2.8 AU之间，倾角在30°至38°之间，以智神星（2 Pallas）命名。鸦女星族小行星（Koronis family）是在火星与木星轨道之间的小行星主带内的一个家族。它们是在大约20亿年前的一次灾难性撞击下形成的，已知的最大成员直径约为41千米（25英里）。鸦女星族的群体沿着相似的轨道在空间中运行，大约已经发现了300颗的成员，但只有约20颗的直径超过20公千米，其中最著名的是1993年8月28日伽利略号木星探测器路过的艾女星（243 Ida）。

在行星轨道的拉格朗日点上运行的小行星被称为特洛伊小行星（Trojans asteroids）。最早被发现的特洛伊小行星是在木星轨道上的小行星，它们中有些在木星前，有些在木星后运行。有代表性的木星特洛伊有小行星588（588 Achilles）和小行星1172（1172 Aneas）。1990年第一颗火星特洛伊小行星5261（5261 Eureka）被发现，此后还有多颗火星特洛伊小行星被发现。

在主小行星带之外，有一些不同的小行星群，它们之间区别在于与太阳的平均距离或几种轨道参数的特定组合。

木星轨道以外的大多数小行星被认为是由冰和其他挥发物质组成的。许多与彗星相似，不同之处仅在于其轨道的近日点距太阳太远，无法产生明显的彗尾。

外海王星天体（Trans-Neptunian objects，TNOs）是指平均轨道半长径大于30 AU的所有天体。此分类包括柯伊伯带天体、离散盘天体和奥尔特云天体。柯伊伯带天体从大约30 AU延伸到50 AU，包含与海王星的轨道各种比例共振的子类，但不包括于海王星1：1共振海王星的特洛伊。

离散盘天体（Scattered disc objects，SDOs），或称黄道离散天体，通常具有高倾角，高偏心率的轨道，远日点能达到几百天文单位，近日点离海王星的轨道还不算远，但无法产生任何重大的引力相互作用。假说认为该类天体曾经遭遇到外迁途中的海王星，并从其本来较接近黄道的圆形轨道中，被海王星“散射”出来。最著名的为矮行星阋神星（136199 Eris）。

独立天体（Detached objects）是指近日点和远日点均在柯伊伯带外的天体，典型成员为（148209）2000 CR105。

奥尔特云天体（Oort cloud objects，OCOs）是假设的一类天体，被认为是长周期彗星的来源，可能延伸至距离太阳到50000 AU的遥远区域。奥尔特云是假设的包裹太阳系的球状云团，其平均轨道半径约为50000 AU至100000 AU。天文学家当前并没有发现奥尔特云天体，这种分类的存在只能从间接证据中推断。某些天文学家已将塞德娜（90377 Sedna）与内层奥尔特云初步联系起来。

1975年，天文学家Clark R. Chapman、David Morrison和Ben Zellner提出了基于颜色、反照率和光谱形态的小行星分类体系。这些性质被认为与小行星表面材料的成分相对应。早期的分类体系分为三类：深色碳质天体的C型（已知小行星的75％），较亮硅质天体的S型（已知小行星的17％）和不适合这两种C型和S型的U型。此分类体系已扩展到包括许多其他小行星类型。随着研究更多的小行星，类型的数量继续增长。

属于各种光谱类型的已知小行星的比例并不一定反映该类型的所有小行星的比例。某些类型比其他类型更易于观测，使总数有所偏差。最初，光谱分类名称是基于对小行星组成的推断。但是，光谱类别和组成之间的对应关系并不总是很好，并且使用了各种分类，导致了极大的混乱。尽管不同光谱类别的小行星可能由不同的物质组成，但不能保证同一分类类别中的小行星由相同（或相似）的物质组成。

两种最广泛使用的分类法是Tholen分类法和SMASS分类法。前者是由David J. Tholen在1984年提出的，其依据是1980年代进行的八色小行星调查（Eight-Color Asteroid Survey，ECAS）收集的数据，共有14个小行星类型。2002年，主带小行星光谱调查产生了Tholen分类法的修改版本SMASS分类法，其中包含24种不同类型。两种分类都有C、S和X三大类，其中X-类主要由金属小行星组成，例如M型。还有其他几个较小的类别。

C-型小行星占所有小行星的75%，因此是数量最多的小行星。C-型小行星的表面含碳，反照率非常低，只有0.05左右。一般认为C-小行星的构成与碳质球粒陨石（一种石陨石）的构成一样。一般C-小行星多分布于小行星带的外层。例如：健神星（10 Hygiea）

G-型小行星：它们可以被看做是C-型小行星的一种。它们的光谱非常类似，但在紫外线部分G-型小行星有不同的吸收线。例如：谷神星(1 Ceres)

F-型小行星：也是C-型小行星的一种。它们在紫外线部分的光谱不同，而且缺乏水的吸收线。例如：小行星704(704 Interamnia)

B-型小行星：它们与C-型小行星和G-型小行星相似，但紫外线的光谱不同。例如：智神星（2 Pallas）

D-型小行星：这类小行星与P-型小行星类似，反照率非常低，光谱偏红。通常出现于外小行星带和木星特洛伊之中。例如：小行星624赫克托尔（624 Hektor）

T-型小行星：这类小行星分布在内小行星带。它们的光谱比较红暗，但与P-型小行星和R-型小行星不同。例如：辉神星（96 Aegle）

S-型小行星占所有小行星的17%，是数量第二多的小行星，一般分布于内小行星带，反照率比较高在0.15到0.25之间。成分与普通球粒陨石类似，一般由硅化物组成。例如：司法星（15 Eunomia）、婚神星（3 Juno）。

V-型小行星：这类非常稀有的小行星的组成与S-型小行星差不多，不同是它们含有比较多的辉石。天文学家怀疑这类小行星是从灶神星(4 Vesta)的上层硅化物中分离出来的。灶神星的表面有一个非常大的环形山，可能在它形成的过程中V-型小行星诞生了。地球上偶尔会找到一种十分罕见的石陨石，HED-非球粒陨石，它们的组成可能与V-型小行星相似，它们可能也来自灶神星。

A-型小行星：这类小行星含很多橄榄石，主要分布在小行星带的内层。例如：小行星246阿波里纳（246 Asporina）

R-型小行星：这类小行星与V-小行星类似，光谱说明它们含较多的辉石和橄榄石。例如：小行星1862阿波罗（1862 Apollo）

剩下的小行星中大多数属于M-型小行星。这些小行星可能是过去比较大的小行星的金属核，反照率与S-小行星的类似，构成可能与镍-铁陨石类似。例如：灵神星（16 Psyche）

P-型小行星：这类小行星的反照率非常低，而且其光谱主要在红色部分。它们可能是由含碳的硅化物组成的。它们一般分布在小行星带的极外层。例如：小行星259（259 Aletheia）、怯女星（190 Ismene）

E-型小行星：这类小行星的表面主要由顽火辉石构成，它们的反照率比较高，一般在0.4以上。它们的构成可能与顽火辉石球粒陨石（另一类石陨石）相似。例如：神女星（64 Angelina）

在进入太空旅行时代之前，小行星即使在最大的望远镜下也只是一个针尖大小的光点，因此它们的形状和地形在当时是未知的奥秘。在1991年以前，所有小行星数据都是通过基于地面观测获得的。对小行星的了解很多是通过分析坠落到地球表面的陨石。那些与地球相撞的小行星称为流星体。当流星体高速闯进地球大气层，其表面因与空气的摩擦产生高温而汽化，并且发出强光，被称为流星。如果流星体没有完全烧毁而落到地面，便称为陨星。

1971年水手9号拍摄到的火卫一和火卫二，这两个小天体虽然都是火星的卫星，但可能都是被火星捕获的小行星。根据这些图像推测多数的小行星不规则、像马铃薯的形状。之后的先驱者号和旅行者号探测器从气态巨行星那里获得了更多小卫星的影像，有些小卫星可能是被俘获的小行星。

1991年，前往木星的太空船伽利略号飞掠过的小行星951盖斯普拉（Gaspra），拍摄到第一张真正的小行星高分辨率照片。1993年，伽利略号飞掠过艾女星（243 Ida）及其卫星载克太（Dactyl），该卫星的正式名称写为(243) Ida I Dactyl。艾女星成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星，它与小行星951都富含金属，属于S型小行星。第一个专门探测小行星的探测器是会合-舒梅克号（Near Earth Asteroid Rendezvous - Shoemaker）与1997年 6月27日发射。1997年 6月27日，在前往爱神星（433 Eros）的途中与小行星253梅西尔德星（253 Mathilde）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。2000年2月14日，会合-舒梅克号进入爱神星的环绕轨道。2001年2月12日，在完成了为期一年的轨道环绕探测之后，会合-舒梅克号成功的降落在爱神星上。

1999年7月29日，深空1号（Deep Space 1）拜访了小行星9969 布雷尔（9969 Braille），随后前往包瑞利彗星（19P/Borrelly）。在飞掠坦普尔1号彗星（Tempel 1）后，星尘号（Stardust）于2002年11月2日飞掠观测了小行星5535 安妮法兰克（5535 Annefrank），随后前往维尔特二号彗星（81P/Wild）。2005年9月，日本隼鸟号（Hayabusa）探测器抵达系川小行星（25143 Itokawa）做了详细的探测，并且在2010年12月28日成功携带一些小行星样品返回地球。这是第一次从小行星采集到样本。隼鸟号的任务曾遭遇到一些困难，包括三个导轮坏了两个，使其很难维持对向太阳的方向来收集太阳能。2004年3月2日，欧洲空间局发射了罗塞塔号（Rosetta）。同年11月12日，其携带的菲莱（Philae）登陆器成功登陆丘留莫夫－格拉西缅科彗星（67P/Churyumov–Gerasimenko），分别在2008年9月5日和2010年7月10日飞掠探测了小行星2867（2867 Šteins）和司琴星（21 Lutetia）。2007年9月27日，美国国家航空航天局发射了黎明号（Dawn）探测器。黎明号在2011年7月16日至2012年9月5日期间环绕灶神星探测，并于2015年3月6日环绕谷神星探测，原计划还准备延长任务去环绕探测智神星。2012年12月13日，中国月球轨道探测器嫦娥二号在前往地日拉格朗日点L2的途中，飞掠探测了小行星4179图塔蒂斯（4179 Toutatis）。

2004年，直径约5千米的小行星4179图塔蒂斯（4179 Toutatis）以4倍地月距离飞掠地球。2017年4月19日，一颗直径约600米编号为2014 JO25的小行星以4.6倍的地月距离与地球擦身而过，这颗小行星早在2014年5月就被天文学家发现。人们在前后两个晚上借助小型光学望远镜观测到这位天外来客。这也是这颗小行星400年来最接近地球的一次，下一次要等到500年后。2019年10月16日，美国国家航空航天局（NASA）近地天体研究中心（CNEOS）称2019 TA7在距地球150万千米的地方与地球“擦肩而过”，是其115年来最亲密的一次接触。此外，预计在2027年，直径约800米的1999 AN10小行星将以1个地月距离飞掠地球。

在2013年初，美国国家航空航天局宣布了一项计划阶段的任务，即捕获近地小行星并将其移入月球轨道，然后撞击月球。2014年6月19日，美国国家航空航天局（NASA）报告说，2011 MD可能是在2020年代初由机器人飞行任务捕获的主要候选目标。2017年1月，露西号（Lucy）和灵神号（Psyche）任务分别被选为NASA发现计划（Discovery Program）的第13、14号任务。露西号将前往探测木星特洛伊，灵神号将前往探测灵神星（16 Psyche）。会合-舒梅克号、信使号、黎明号、开普勒太空望远镜分别是NASA发现计划的第2、7、9、10号任务。NASA还在推进冰箱大小、能阻止小行星与地球相撞的宇宙飞船的研发，并计划在2024年利用一颗对地球没有威胁的小行星进行测试。双小行星变轨测试探测器(DART)将利用所谓的动能撞击技术撞击小行星，并使其改变轨道。这是第一次计划让小行星改变轨道技术的任务。

小行星和小行星带是科幻小说的主要内容。 小行星在科幻小说中扮演着多种潜在角色：人类可能在此定居的地方，开采矿物的资源，航天器在其他两个点之间旅行所遇到的危险，以及对地球或其他有人居住的行星，矮行星和自然卫星的生命构成威胁。有人建议将小行星用作地球上缺乏或已耗尽的物质，比如稀有金属的来源，或用作建造太空栖息地的材料来源。从小行星上开采资源可以替代从地球上发射的昂贵材料，并将直接其用于太空建造。

小行星碰撞说认为，大约在6500万年前，一颗宽10千米的小行星与地球相撞，猛烈的碰撞卷起了大量的尘埃，使地球大气中充满了灰尘并聚集成尘埃云，厚厚的尘埃云笼罩了整个地球上空，挡住了阳光，使地球成为“暗无天日”的世界，这种情况持续了几十年。缺少了阳光，植物赖以生存的光合作用被破坏了，大批的植物相继枯萎而死。身躯庞大的食草恐龙每天要消耗几百几千千克植物，它们根本无法适应这种突发事件引起的生活环境的变异，只有在饥饿的折磨下绝望地倒下。以食草恐龙为食源的食肉恐龙也相继死去。1991年美国科学家用放射性同位素方法，测得墨西哥湾尤卡坦半岛的陨石坑（直径约180千米）的年龄约为6505.18万年。从发现的地表陨石坑来看，每百万年有可能发生三次直径为500米的小行星撞击地球的事件。更大的小行星撞击地球的概率就更小了。

1908年6月30日上午7时17分，俄罗斯西伯利亚埃文基自治区发生大爆炸，这就是著名的通古斯大爆炸。爆炸威力相当于10-15百万吨TNT炸药，超过2150平方千米内的6千万棵树焚毁倒下。虽然这次爆炸的原因仍是个迷，但撞击说还是很盛行，如陨石撞击说、彗星撞击说和行星撞击说等。

美国航天局“双小行星重定向测试（DART）”航天器2021年11月24日从加利福尼亚州发射升空。这是美国航天局首次开展测试小行星轨道偏移技术的任务，旨在提高防御小行星撞击地球的能力。

据天文学家研究认为，直径大于1的小行星撞击地球的概率为每10万年1次，但仅此一次就可能毁灭地球。而直径接近10米的天体撞上地球的概率仅为每3000年一次。一些科学家认为，小行星撞地球的风险被严重低估了。2003年9月3日，英国和美国的研究部门警告说，一颗小行星可能在2014年撞击地球，不过机率是90多万分之一。英国政府的近地天体研究中心说，美国的天文学家发现了一颗体积庞大和快速运行的小行星，它可能在2014年3月21日撞击球。2019年11月18日，美国国家航空航天局（NASA）的科学家声称，一块长128米，接近埃及吉萨金字塔大小的小行星可能于2022年5月6日与地球相撞。尽管NASA表示，小行星在预计日期撞上地球的可能性仅为2.6%，仍然很小，但由于其巨大的规模以及碰撞的潜在危害，NASA的监测系统“哨兵”仍然会继续密切观察它的运动。

当地时间2022年10月11日，美国国家航空航天局（NASA）就其“双小行星重定向测试”（DART）任务举行新闻发布会。NASA指出，在9月26日的测试中，DART航天器成功碰撞目标小行星“迪莫弗斯”（Dimorphos）并使其偏离原运行轨道，这也是世界上首次行星防御测试。

小行星4179图塔蒂斯（4179 Toutatis）是迄今为止靠近地球的最大的小行星之一。第一次被观测到是在1934年2月10日，当时被记为1934 CT，但很快就失踪了。直到1989年1月4日，法国天文学家克里斯蒂安·波拉斯才再次发现它，并以凯尔特神话中的战神图塔蒂斯命名。它的公转周期大约是4年，频繁接近地球，它接近地球的距离最近可以达到0.006个天文单位，只是地月距离的2.3倍。2004年9月29日，小行星4179非常接近地球，仅有0.0104天文单位(地球到月亮距离的4倍)，2008年11月9日，距离0.0502个天文单位。2012年12月12日，距离0.046个天文单位。小行星4179不同面的3D模型雷达图像显示，它是一个形状非常不规则的天体，分成两个明显的分叶，最大的宽度分别是4.6千米和2.4千米。据推测，它本来是两颗不同的小行星，在某个时候结合在一起，而就像巨型哑铃，也像一颗多瘤的花生。因为它的运行轨道与地球距离太近，很早就被NASA列入“潜在危险小行星名单”之中，全世界的科学家们每时每刻都在关注着它的一举一动。若这颗小行星与地球撞击，引起的爆炸威力将相当于1万亿吨TNT炸药。

英国一太空研究专家曾称一颗巨大的名为2002 NT7的小行星将于17年内撞击地球，届时地球上的生命将遭受毁灭性的打击。据称这个小行星是迄今为止所探测到对地球威胁的最大的物体，它的直径约两千米，预料撞击速度达每秒28千米，无论撞落在地球五大洲的任何一地，都足以摧毁整个洲块，并造成全球性的气候剧变。

有近700个近地小行星被列入危险名单，其中让很多天文专家关注的是一颗叫做毁神星（99942 Apophis）的近地小行星。它的名称来源于古埃及神话，也被译为阿波菲斯，2029年撞上地球的危险虽然已被排除，但2036年仍然存在着与地球发生碰撞的可能性。科学家通过阿雷西博射电望远镜，对其运行轨道进行了精确推算，预测2036年其撞地的概率是百万分之四，2068年撞地的概率是三十三万分之一。科学家正在计划在2029年开展对阿波菲斯小行星飞掠观测计划。毁神星神出鬼没，能够观测的时间非常有限，一般两到三年，它才会出现于视野中，时间也只有一到两个晚上。

一颗临时编号为2000 SG344的小行星很可能在2071年撞击地球，可能性约为千分之一，撞击能量相当于100颗广岛原子弹。这颗小行星的确是迄今为止人类发现的最危险的小行星。它的运行轨道与地球极为类似，绕太阳公转一周的时间为354天。这颗小行星公转方向与地球一致，虽然不会发生迎头相撞，却有可能在2071年轨道重合。

2018年2月4日，一颗临时编号为2002 AJ129的小行星，以每小时107826千米的速度掠过地球，距离仅为4208641千米。世界上速度最快的有人驾驶飞机“北美X-15”时速为7300千米，这颗小行星的速度是其近15倍。这颗小行星宽约1.1千米，比高800米的迪拜大厦还长，被NASA认为具有潜在危险，但基本不会与地球相撞。