天文望遠鏡是觀測天體、捕捉天體信息的主要工具。從1609年伽利略制作第一臺望遠鏡開始，望遠鏡就開始不斷發展，從光學波段到全波段，從地面到空間，望遠鏡觀測能力越來越強，可捕捉的天體信息也越來越多。目前，人類在電磁波段、中微子、引力波、宇宙射線等方面均有望遠鏡。

1608年，荷蘭的一位眼鏡商漢斯·利伯希偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，他制造了人類歷史上的第一架望遠鏡。1609年意大利佛羅倫薩人伽利略·伽利雷發明了40倍雙鏡望遠鏡，這是第一部投入科學應用的實用望遠鏡。

天文望遠鏡發展趨勢太空化：地球上，光學望遠鏡會受到大氣污染的影響，射電望遠鏡會受到尋呼機、手機等電磁波發射臺站的干擾。因此科學家把越來越多的天文望遠鏡送上了太空。九十年代哈勃望遠鏡的發射標志著望遠鏡太空化時代的到來。現在科學家們的想法是在月球上建造天文望遠鏡。