Planētu zinātnes pētījumu objekti ir Saules sistēmas lielās planētas (Merkurs, Venera, Zeme, Marss, Jupiters, Saturns, Urāns, Neptūns), pundurplanētas (Cerera, Plūtons un citas), Saules sistēmas mazie ķermeņi (asteroīdi, komētas un citi), kā arī šo debess ķermeņu dabiskie pavadoņi (Mēness un citi). Planetoloģijā pēta debess ķermeņu kustību, rotāciju, virsmu, atmosfēru, iekšējo uzbūvi, magnētisko lauku un citus parametrus. Viens no pētījumu mērķiem ir izprast Saules sistēmas veidošanās procesu, ar ko nodarbojas kosmogonija. Tiek pētīta arī starpplanētu vide, kurā atrodas gāze, putekļi un meteoroīdi. Saules sistēmas izpētē, atšķirībā no zvaigžņu fizikas, liela nozīme ir tiešajiem mērījumiem uz debess ķermeņu virsmas vai to tuvumā ar kosmisko aparātu palīdzību.
Dažkārt par planētu zinātnes sastāvdaļu uzskata arī eksoplanētu un to pavadoņu izpēti.