在現代天文學中，天文望遠鏡包括了射電望遠鏡、紅外望遠鏡、X射線和伽馬射線望遠鏡。天文望遠鏡的概念又進一步地延伸到了引力波、宇宙射線和暗物質的領域。日常生活中的光學望遠鏡又稱“千里鏡”。它主要包括業余天文望遠鏡、觀劇望遠鏡和軍用雙筒望遠鏡。

天文望遠鏡已經成為人類文化最偉大的奇跡之一，它不僅使天文學發生了革命而且深刻地影響了其他科學的發展乃至整個人類社會的進步改變了人類的宇宙觀！為了以紀念伽利略首次用天文望遠鏡觀測天體400周年，聯合國把2009年定為國際天文年。

天文望遠鏡探測的是電磁波。光學天文望遠鏡探測的是可見光，即所謂的看到了星體本身;射電天文望遠鏡探測的是射電波，射電波屬于無線電波的一種，無線電波又是頻率比可見光低的電磁波。但是二者的具體探測方法也有所區別。