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。

廠此后，第一臺天文學望遠鏡問世了。伽利略憑著望遠鏡觀測到太陽耀斑，月球環形山，木星的衛星（伽利略通訊衛星），金星的贏虧等狀況，這種狀況強有力地適用了哥白尼的日心說。伽利略的望遠鏡利用光的反射基本原理做成，因此稱為映射鏡。

望遠鏡廠球差存有于曲面反射鏡片的光學元件中，平行面于光軸出射的光線經曲面透鏡或反射鏡片后不嚴苛地聚集于一點，避開直線光軸的光線聚集的部位會更為挨近浴室鏡子。

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。