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。

天文望遠鏡是天文學家觀測天體的重要工具，可以毫不夸張地說，沒有天文望遠鏡的誕生和發展，就沒有現代天文學。隨著天文望遠鏡各方面性能的提高和改進，天文學也正經歷著巨大的飛躍，迅速推進著人類對宇宙的認識。

在折射天文望遠鏡發展的同時，人們已經有了用反射鏡面代替透鏡的想法，并開始制造反射天文望遠鏡。但球面鏡像質太差，非球面鏡又沒有很好的方法加工，一直沒能成功。直到1668年牛頓制成了diyi架反射望遠鏡，物鏡口徑2.5cm，焦距16cm，放大率31倍。

光學天文望遠鏡觀測的光是由恒星發出的，但這其中許多恒星都早已不存在，我們看到的是幾十億年前發出的光。光學天文望遠鏡又分為反射式、反射式和折反射式天文望遠鏡。顧名思義，折射式望遠鏡的原理是利用凸透鏡的成像原理，看到的也是實像;反射式望遠鏡的原理是利用平面鏡反射，看到的是虛像;折反式望遠鏡是將二者結合在一起，看到的也是虛像。

射電天文望遠鏡，它屬于專業的天文臺觀測使用的天文望遠鏡，它通過接受星體發出的射電波，然后記錄下關鍵的數據，包括天體射電的強度、頻譜、偏振等，同時還配備有專業的信息處理系統對收集的信息進行處理。在這樣的條件下，可以觀測到普通光學望遠鏡觀測不到的星體，比如脈沖星、類星體、星際有機分子等等。