À ce jour, Cérès n'a jamais été visité par une sonde spatiale. Cependant, Cérès constitue l'un des deux objectifs de la sonde Dawn (avec Vesta) ; lancée en septembre 2007, elle doit atteindre la planète naine en 2015.
Selon la définition de la mission Dawn, la sonde doit s'insérer en orbite autour de Cérès à une altitude de 5 900 km. Après cinq mois d'études, la sonde réduira sa distance orbitale à 1 300 km, puis à 700 km pendant encore cinq mois. Parmi les instruments, la sonde compte une caméra, un spectromètre infrarouge et dans le visible, ainsi qu'un détecteur de rayons gamma et de neutrons. Ils serviront à examiner la forme de Cérès et l'abondance de ses éléments.
Des signaux radios de sondes en orbite autour de Mars ou sur sa surface ont été utilisés pour estimer la masse de Cérès à partir de perturbations du mouvement de Mars.