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。

常用的雙筒望遠鏡還為減小體積和翻轉倒像的目的，需要增加棱鏡系統，棱鏡系統按形的方式如果式不同可分為別漢棱鏡系統（也就是斯密特-別漢屋脊棱鏡系統）和保羅棱鏡系統（也稱普羅棱鏡系統），兩種系統的原理及應用是相似的。

1608年，荷蘭的一位眼鏡商漢斯·利伯希偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，他制造了人類歷史上的第一架望遠鏡。1609年意大利佛羅倫薩人伽利略·伽利雷發明了40倍雙鏡望遠鏡，這是第一部投入科學應用的實用望遠鏡。