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。

望遠鏡是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學器件觀測遙遠物體的光學儀器。利用通過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進入小孔并會聚成像，再經過一個放大目鏡而被看到。又稱“千里鏡”。望遠鏡的第一個作用是放大遠處物體的張角，使人眼能看清角距更小的細節。望遠鏡第二個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使觀測者能看到原來看不到的暗弱物體。