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。
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。
