O que ficou conhecido como anões marrons foi falado nos anos 60. Foram propostos nomes alternativos para as anãs marrons, incluindo planetar e substrar. Eles permaneceram hipotéticos por décadas.
As teorias iniciais sugeriam que um objeto com menos de 0,09 massa solar nunca passaria por uma evolução estelar normal. A descoberta da queima de deutério até 0,012 massas solares e o impacto da formação de poeira nas atmosferas exteriores frias das anãs marrons no final da década de 1980 puseram em questão essas teorias. No entanto, tais objetos eram difíceis de encontrar porque não emitiam quase nenhuma luz visível. Suas emissões mais fortes estão no espectro infravermelho (IR), e os detectores IR baseados em terra eram muito imprecisos naquela época para identificar prontamente qualquer anã marrom.
Durante muitos anos, os esforços para descobrir os anões marrons foram infrutíferos. Em 1988, entretanto, foi descoberto o GD 165B, não mostrando nenhuma das características esperadas de uma anã anã vermelha de baixa massa. Hoje, o GD 165B é reconhecido como o protótipo de uma classe de objetos agora chamada "L anãs". Embora a descoberta da anã mais fria tenha sido altamente significativa na época, foi debatido se o GD 165B seria classificado como uma anã marrom ou simplesmente uma estrela de massa muito baixa, pois observa-se que é muito difícil distinguir entre os dois.
Logo após a descoberta do GD 165B, outros candidatos anões marrons foram relatados. No entanto, a maioria falhou em estar à altura de sua candidatura, porque a ausência de lítio os mostrou como sendo objetos estelares. As verdadeiras estrelas queimarão seu lítio dentro de pouco mais de 100 milhões de anos (meu), enquanto as anãs marrons não o farão. Confusamente, as anãs marrons têm temperaturas e luminosidades semelhantes a algumas estrelas verdadeiras. Em outras palavras, a detecção de lítio na atmosfera de um objeto significa que, se ele tiver mais de 100 anos de idade, é uma anã marrom.
Em 1994/5, o estudo das anãs marrons mudou com a descoberta de dois objetos subestelares definidos (Teide 1 e Gliese 229B).
A primeira anã marrom confirmada foi descoberta em 1994. Eles chamaram este objeto de Teide 1 e ele foi encontrado no aglomerado aberto das Plêiades. A natureza destacou "Anãs marrons descobertas, oficial" na primeira página dessa edição. A distância, composição química e idade do Teide 1 foi estabelecida porque ele está no aglomerado de estrelas jovens das Plêiades. A massa de Teide 1 é 55 vezes maior que a de Júpiter, e claramente abaixo do limite de massa estelar.
Mais notável foi o Gliese 229B, que se constatou ter uma temperatura e luminosidade bem abaixo da faixa estelar. Notavelmente, seu espectro quase infravermelho exibia claramente uma faixa de absorção de metano a 2 micrômetros, uma característica que anteriormente só tinha sido observada nas atmosferas dos planetas gigantes e da lua de Saturno Titan. Esta descoberta ajudou a estabelecer mais uma classe espectral ainda mais fria que as anãs L, conhecidas como "anãs T", para as quais o Gliese 229B é o protótipo.
Uma anã marrom abaixo de 65 massas de Júpiter é incapaz de queimar lítio por fusão termonuclear em qualquer momento durante sua evolução. Dados espectrais de alta qualidade mostraram que Teide 1 tinha mantido a quantidade inicial de lítio da nuvem molecular original da qual as estrelas de Pleiades se formaram. Isto provou a falta de fusão termonuclear em seu núcleo.
Teide 1 foi considerado por algum tempo o menor objeto do Sistema Solar que havia sido identificado por observação direta. Desde então, mais de 1800 anões marrons foram identificados. Algumas estão muito próximas da Terra, como Epsilon Indi Ba e Bb, um par de anãs marrons gravitacionalmente ligadas a uma estrela parecida com o Sol a cerca de 12 anos-luz do Sol, e WISE 1049-5319 um sistema binário de anãs marrons a cerca de 6,5 anos-luz de distância.
