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。

天文望遠鏡發展趨勢與其它學科的關聯越來越大：現代天文望遠鏡的發展使工藝和技術發展到了極點。當代的許多技術如電子技術、計算機技術、激光技術、核輻射技術等都被應用到天文望遠鏡中來。傳統的望遠鏡實現了更新換代，以多鏡面的拼合并結合主動光學和自適應光學技術，制造出突破單面鏡極限的大口徑望遠鏡射電干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡的問世，大大提高了解析度，實現了射電成像。

在折射天文望遠鏡發展的同時，人們已經有了用反射鏡面代替透鏡的想法，并開始制造反射天文望遠鏡。但球面鏡像質太差，非球面鏡又沒有很好的方法加工，一直沒能成功。直到1668年牛頓制成了diyi架反射望遠鏡，物鏡口徑2.5cm，焦距16cm，放大率31倍。