K pochopení úskalí astrofotografie je důležité osvojení alespoň základních astronomických principů popsaných v následujících odstavcích. Jedním z nejdůležitějších a pro astrofotografii nejvíce svazujících dějů je zemská rotace. Země se otočí vůči hvězdám kolem své osy jednou za přibližně 24 hodin (přesně 23h56m4s - tzv. siderická otočka). Nepočítáme-li s vlastním pohybem jednotlivých těles, obloha se tak pro nás, pozorovatele spojené se Zemí, vlivem zemské rotace otáčí kolem bodu, který je poblíž Polárky. Největší pohyb na obloze proto vykazují objekty vzdálené 90° od Polárky: za jednu hodinu je to 360°/24 = 15°. Vlivem tohoto pohybu nám všechny objekty "utíkají" ze zorného pole fotoaparátu nebo dalekohledu, a podle toho je nutné volit délku expozice. Oběh Země kolem Slunce se projeví právě tím, že každý večer uvidíme hvězdy na stejném místě dříve, než předchozí den - to znamená, že každý objekt vychází den ode dne nepatrně dříve. Díky tomu máme možnost během roku spatřit na obloze více souhvězdí než za jedinou noc - postupně se vystřídají jarní, letní, podzimní a zimní souhvězdí. Pokud se za jasné noci podíváme pouhým okem na oblohu, máme možnost spatřit až 3000 hvězd, Mléčnou dráhu, několik mlhovin, galaxií, hvězdokup, planet a Měsíc v různých fázích. Všechny uvedené objekty lze fotografovat, některé však pouze s velikými obtížemi. Navíc jsou všechny objekty barevné, což vynikne až na barevné fotografii, protože okem barvy hvězd téměř nevnímáme (vysvětlení).

  Díky vzdušnému obalu Země - atmosféře - můžeme pozorovat různé jevy, které zapříčiňuje. Je to především refrakce, která se projevuje ve vertikálním směru těsně u obzoru, a vlivem níž vidíme nad obzorem i objekty, které jsou již těsně pod ním. Protože se atmosféra skládá z vrstev, které mají různé fyzikální parametry (především hustotu a teplotu), vznikají proudění, která potom vnímáme, pokud se podíváme na hvězdu u obzoru, jako kolísání její jasnosti a v případě jasných hvězd i jako změny barvy (tento jev se označuje souhrnně jako scintilace).

  Nyní se začneme podrobněji zabývat technickým vybavením, které v astrofotografii použijeme. Především je to jednooká zrcadlovka, která musí být plně manuální, nebo alespoň plně manuální způsob ovládání umožňovat. Až na některé výjimky se nedá v astronomii použít programový mód (automatika) moderních jednookých zrcadlovek, protože úroveň osvětlení se většinou pohybuje hluboko pod hranicí, pro kterou je fotoaparát ještě schopen vhodnou expozici stanovit. Ani inteligentní a rychlé automatické ostření není z nedostatku světla použitelné a člověk je odkázán na plně manuální provoz. Dále je v astrofotografii zcela nepostradatelný stativ a externí spoušť.

  V astronomii jsou použitelné všechny druhy objektivů. Je dobré, aby objektiv měl co největší světelnost, ale vzhledem k tomu, že expoziční časy jsou i tak poměrně dlouhé, sebe světelnější objektiv už většinou nic nezachrání. Nejvýhodnější je začít fotografovat s objektivem 50 mm, nebo podobným. Při této ohniskové vzdálenosti se na políčko negativu vejde i celé souhvězdí, a snímek se potom dá snadno analyzovat. Pokud chceme zachytit větší část hvězdného nebe, musíme použít objektivy podstatně kratších ohniskových vzdáleností, i objektiv s ohniskem 14 mm může být pro některé účely nedostačující. V extrémních případech najdou v astrofotografii využití i speciální objektivy, které mají zorný úhel až 180° (tzv. rybí oka) a zachycují tak celou oblohu až k obzoru. Ty najdou uplatnění zejména při fotografování meteorických rojů. Naopak, při fotografování měsíce nebo slunce je potřeba objektiv s ohniskem 300 mm i delším, kvůli dostatečné velikosti na negativu.

  Pokud nefotografujeme slunce nebo měsíc, fotíme zásadně s odcloněným objektivem, bez ohledu na jeho optické vlastnosti. Časy se mohou pohybovat od několika tisícin vteřiny (slunce) až po několik hodin při fotografování mlhovin a galaxií. Nejvhodnější citlivost filmu je 800, případně 400 ASA (barevný i černobílý), pouze ve speciálních případech si můžeme dovolit použít film s citlivostí 100 ASA, nebo i méně, např. při fotografování slunce. Můžeme fotografovat i na diapozitivní materiály, které potom při promítání působí velmi autentickým dojmem.

  V tuto chvíli už máme takové znalosti, že se můžeme vydat fotografovat hvězdnou oblohu. Předně je třeba zdůraznit, že je nezbytně nutné, aby bylo naprosto jasné nebe, a měsíc nebyl nad obzorem, nebo byl alespoň blízko novu. Někdy bývá obloha pokryta téměř nepostřehnutelným řídkým závojem, případně je vzduch prosycen vlhkostí, což prakticky znemožňuje pořízení dobrých snímků. Spolehlivým indikátorem je viditelnost Mléčné dráhy, která se zhoršujícími se podmínkami mizí první.

  Potom už stačí na stativ připevnit fotoaparát s filmem o citlivosti 800 nebo 400 ASA a objektivem s ohniskem 50 mm, nebo kratším. Pro expozici použijeme drátěnou, nebo elektronickou spoušť s aretací. Před započetím fotografování je ještě potřeba odclonit objektiv a manuálně zaostřit na nekonečno. Tento úkon je poměrně náročný, představuje však nezbytný předpoklad k úspěšnému fotografování. Na matnici totiž uvidíme jen velmi jasné hvězdy, a tím je správné zaostření ztíženo. Někdy se podaří zaostřit na nějakou velmi jasnou hvězdu, nebo na vzdálenou lampu, svítící okno, apod.

  V tuto chvíli už můžeme zaměřit na kterékoliv souhvězdí a exponovat. Aby na snímku byly vidět hvězdy, je za výše uvedených podmínek nutné zvolit expozici nejméně 30 s - 1 minutu. Pokud budeme exponovat déle, na snímku se objeví stopy hvězd ve tvaru částí soustředných kružnic se středem v blízkosti Polárky, které při delší expozici vypadají velmi efektně, zvláště, je-li na obzoru vidět silueta stromu, budov, hvězdárny atd. Pokud budeme fotografovat na barevný film, budeme navíc překvapeni tím ,že každá hvězda má svoji barvu, a že snímek zdaleka nevypadá tak jednotvárně, jak bychom mohli předpokládat. Pokud budeme fotografovat ve městě nebo v jeho blízkosti, kde je obloha nasvícena od pouličních světel, nejdelší čas, který můžeme použít, je 10-15 minut (jinak na snímku jasná obloha zcela přezáří hvězdy). Pokud se nacházíme daleko od zdrojů světla a obloha je tmavá, můžeme volit i expozice delší.

  Nebojte se experimentovat. Vždy se vyplatí pořídit více snímků téhož objektu v různých expozičních variantách a teprve doma vybrat tu nejlepší. I s filmy se dá experimentovat, zejména s barevnými materiály, protože mají různé podání barev.