20世纪60年代有4项被认为特别重要的发现，它们是：星际分子、类星体、微波背景辐射和脉冲星。它们被誉为是60年代中的四大天文发现。这四大发现都是通过射电天文手段和方法取得的。其中的两项，即微波背景辐射和脉冲星，发现者后来都获得了诺贝尔物理学奖金。
星际分子：1963年，美国科学家发现星际羟基分子，此后，陆续发现大量星际有机分子。类星体：荷兰科学家施米特首先于1963年在美国发现。现在发现的类星体总数已有好几千个。微波背景辐射：两位美国科学家彭齐亚斯和威尔逊，于1965年发现。脉冲星是1967年，英国科学家休伊什和贝尔发现。