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。

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。

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。

伽利略憑借望遠鏡觀測到了太陽黑子、月球環形山、木星的衛星（伽利略衛星）、金星的盈虧等現象，這些現象有力地支持了哥白尼的日心說。伽利略的望遠鏡利用光的折射原理制成，所以叫做折射鏡。