Vào ngày đầu năm mới 1801 – ngày đầu tiên của thế kỷ 19 – nhà thiên văn Italia, Giuseppe Piazzi đã khám phá ra một "hành tinh" mới nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc. Nó nhỏ và mờ nhạt hơn nhiều so với những hành tinh được tìm thấy thời đó, nên vật thể này được gọi là một minor planet (tiểu hành tinh) hay asteroid (vật thể hình sao – do nó có hình thù giống như một ngôi sao). Kể từ đó, hơn 10.000 tiểu hành tinh đã được phát hiện và chúng là nhóm vật thể thu hút nhiều sự quan tâm.

Tiểu hành tinh là những mảnh vụn từ các hành tinh nhỏ bị phá hủy do va chạm với nhau trong buổi sơ khai của Hệ Mặt Trời. Lực hấp dẫn của Sao Mộc đã ngăn chặn việc hình thành một hành tinh lớn bên trong quỹ đạo của nó, và hệ quả là sự có mặt của một lượng lớn tiểu hành tinh. Hầu hết chúng có quỹ đạo nằm trong vành đai tiểu hành tinh – một vùng rộng lớn ở giữa quỹ đạo Sao Hỏa và Sao Mộc – nhưng nhiều cái đã bị đẩy ra khỏi vành đai trong các vụ va chạm sau đó và lang thang khắp Hệ Mặt Trời.

Tiểu hành tinh lớn nhất là Ceres, có đường kính 930 km (580 dặm). Nó và toàn bộ các tiểu hành tinh lớn khác vẫn nằm an toàn bên trong vành đai tiểu hành tinh, nhưng những cái nhỏ hơn có thể trôi dạt khắp Hệ Mặt Trời và đâm vào Trái Đất. Khi va chạm xảy ra, tiểu hành tinh sẽ rơi qua tầng khí quyển như một sao băng, nếu còn tồn tại khi xuống tới mặt đất, nó được gọi là thiên thạch. Thiên thạch là những mảnh hành tinh vụn vỡ. Vụ va chạm giữa Trái Đất và một mảnh tiểu hành tinh khổng lồ (hoặc một mảnh sao chổi) được đa số mọi người coi là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng của khủng long 65 triệu năm trước. Hầu hết thiên thạch là đá, nhưng một số ít có cấu tạo từ sắt.

Các tiểu hành tinh lớn nhất có thể được nhìn thấy bằng ống nhòm hay một chiếc kính thiên văn nhỏ nếu bạn biết nơi để tìm ra chúng. Không giống như quỹ đạo của các hành tinh, quỹ đạo của những tiểu hành tinh này (đặc biệt là Pallas) có góc nghiêng rất lớn so với mặt phẳng hoàng đạo. Niềm vui trong việc quan sát các tiểu hành tinh đơn giản là tìm và bám theo chúng. Có hàng tá nằm trong phạm vi cho phép của các thiết bị nghiệp dư.

Các hành tinh và tiểu hành tinh quay quanh Mặt Trời rất đều đặn, ta có thể biết chính xác chúng từng ở đâu trong hàng ngàn năm trước hoặc sẽ ở đâu trong hàng ngàn năm sau. Nhưng điều này không đúng với sao chổi. Phần lớn các sao chổi vẫn chưa được phát hiện – và sẽ không được phát hiện trong hàng ngàn năm tới!

Sao chổi được sinh ra tại vùng rìa ngoài Hệ Mặt Trời, gần như tất cả chúng vẫn đang cư trú tại đây. Có một cái kho cực lớn chứa hàng tỉ quả cầu băng không lồ nằm bên ngoài quỹ đạo của Hải Vương, mà Diêm Vương là thành viên lớn nhất. Nếu những quả cầu băng này chỉ ở lại đây, ta sẽ không biết tới chúng (trừ khi thực hiện những cuộc tìm kiếm tỉ mỉ bằng các kính thiên văn cỡ lớn) và chúng cũng sẽ không động tới ta. Nhưng thỉnh thoảng một quả cầu lại bị chệch ra khỏi quỹ đạo xa xôi nhưng ổn định của nó, chuyển sang một quỹ đạo mới đưa nó vào phía bên trong Hệ Mặt Trời, và sau đó ta thấy một sao chổi xuất hiện. Chẳng hạn như sao chổi Hale–Bopp lần đầu tiên được nhìn thấy ở gần quỹ đạo Sao Mộc năm 1995, khoảng hai năm trước khi nó trở nên sáng nhất và gần Mặt Trời nhất.

Sao chổi là một khối băng và bụi chỉ rộng vài cây số. Băng chủ yếu là nước đá và carbon dioxide ở thể rắn, còn bụi là các silicat đơn giản. Khi ở xa Mặt Trời, băng bị đông cứng và sao chổi quá nhỏ cũng như quá mờ để có thể thấy được. Nhưng khi tới gần Mặt Trời, nó ấm lên. Ánh sáng mặt trời làm băng tan ra và hóa hơi (chứ không chảy ra – nên chẳng có vũng nước nào trong không gian cả!), cuốn theo bụi bị giam giữ ở bên trong. Khí và bụi tạo ra những cái đuôi có thể sẽ dài ra và tuyệt đẹp. Ánh sáng từ Mặt Trời khiến cho khí phát huỳnh quang, còn bụi thì chỉ phản xạ lại ánh sáng chiếu tới, nên đuôi khí thường có hình dáng và màu sắc khác với đuôi bụi. Một sao chổi sáng nhất khi ở gần Mặt Trời nhất, cũng là lúc nó ấm nhất, và di chuyển nhanh nhất. Nếu sao chổi ở gần Trái Đất lúc đó, nó sẽ lướt ngang qua bầu trời của ta vài độ một ngày. Khi rời khỏi vùng lân cận của Mặt Trời, nó lạnh đi, mờ dần, và giảm tốc độ. Chắc nó sẽ không quay trở lại trong hàng trăm hoặc hàng ngàn năm. Một số sao chổi bị bắt giữ vào trong các quỹ đạo ngắn và cứ vài năm lại xuất hiện một lần, băng trong những sao chổi này bay hơi dần sau nhiều năm ở gần Mặt Trời và cạn kiệt, rồi tất cả đều mờ đi, trừ một ngoại lệ – Sao Chổi Halley. Halley là sao chổi sáng duy nhất quay lại đủ thường xuyên để mỗi người có một cơ hội để gặp nó, và nhiều người đã nắm được vận may này. Cứ khoảng 76 năm nó sẽ quay lại một lần, gần đây nhất là năm 1986. Giống như các sao chổi khác, Sao chổi Halley mất băng do sự bốc hơi mỗi khi áp sát Mặt Trời, và hiện tại nó không còn sáng như lần đầu tiên nó tiến vào vùng hệ mặt trời bên trong nữa.