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）。

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。

天文望遠鏡發展趨勢大型化：建造現代大型天文望遠鏡的目的是提高集光能力和分辨能力，以觀測更暗天體和分辨細節。提高集光能力就要增大物鏡的口徑。無論是光學望遠鏡還是射電望遠鏡，都在朝著大型化的趨勢發展。許多在研或者預研究的大型天文望遠鏡正在各個國家開展。