按觀測波段分類：射電望遠鏡、紅外望遠鏡、光學望遠鏡（可見光望遠鏡）、紫外望遠鏡、X射線望遠鏡和γ射線望遠鏡。下面我們主要介紹一下常見的光學望遠鏡和射電望遠鏡。光學天文望遠鏡主要觀測可見光波段，具體說就是波長在380nm（納米）-750nm的光，也就是我們肉眼可見的赤橙黃綠青藍紫。其實我們生活的環境中存在著各種波段的光，只是有些我們肉眼不可見罷了。光學望遠鏡按光路設計又可分：折射式望遠鏡（伽利略式、開普勒式）、反射式望遠鏡（牛頓式、卡塞格林式）和折反射式望遠鏡（施密特-卡塞格林、馬克蘇托夫-卡塞格林）。

天文望遠鏡的結構之尋星鏡：天文望遠鏡主鏡筒通常都以數十倍以上的倍率觀測星體。在找星星時，如果使用數十倍來找，因為視野小，要用主鏡筒將星星找出來，可沒那么簡單，因此就使用一支只有放大數倍的小望遠鏡，利用它具有較大視野的功能，先將要觀測的星星位置找出來，如此就可以在主鏡筒，以中低倍率直接觀測到該星星。

天文望遠鏡的機構之：赤道儀：赤道儀是一種可以跟蹤星星，長時間觀測星星的裝置。赤道儀分成赤經軸和赤緯軸，其中重要的是赤經軸。在使用上，必須先將赤經軸軸心對準天球北極點，當找到星星之后，開啟追蹤馬達，鎖住離合器，即可追蹤星星。為了方便赤經軸對準北極星，在赤經軸中心裝置了一支小望遠鏡，叫做極軸望遠鏡。在赤經和赤緯軸上，有大和小微調，它們的功用是在于找輔助找星星之用。

天文望遠鏡發展趨勢與其它學科的關聯越來越大：現代天文望遠鏡的發展使工藝和技術發展到了極點。當代的許多技術如電子技術、計算機技術、激光技術、核輻射技術等都被應用到天文望遠鏡中來。傳統的望遠鏡實現了更新換代，以多鏡面的拼合并結合主動光學和自適應光學技術，制造出突破單面鏡極限的大口徑望遠鏡射電干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡的問世，大大提高了解析度，實現了射電成像。