望遠鏡起源于眼鏡。人類在約700年前開始使用眼鏡。公元1300年前后，意大利人開始用凸透鏡制作老花鏡。公元1450年左右，近視眼鏡也出現了。1608年，荷蘭眼鏡制造商漢斯·里帕希（H.Lippershey）的一個學徒偶然發現，將兩塊透鏡疊在一起可以清楚看到遠處的東西。

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。