伽利略凭借望远镜观测到了太阳黑子、月球环形山、木星的卫星(伽利略卫星)、金星的盈亏等现象,这些现象有力地支持了哥白尼的日心说。伽利略的望远镜利用光的折射原理制成,所以叫做折射镜。
天文望远镜探测的是电磁波。光学天文望远镜探测的是可见光,即所谓的看到了星体本身;射电天文望远镜探测的是射电波,射电波属于无线电波的一种,无线电波又是频率比可见光低的电磁波。但是二者的具体探测方法也有所区别。
在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜、红外望远镜、X射线和伽马射线望远镜。天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波、宇宙射线和暗物质的领域。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜、观剧望远镜和军用双筒望远镜。