按观测波段分类：射电望远镜、红外望远镜、光学望远镜（可见光望远镜）、紫外望远镜、X射线望远镜和γ射线望远镜。下面我们主要介绍一下常见的光学望远镜和射电望远镜。光学天文望远镜主要观测可见光波段，具体说就是波长在380nm（纳米）-750nm的光，也就是我们肉眼可见的赤橙黄绿青蓝紫。其实我们生活的环境中存在着各种波段的光，只是有些我们肉眼不可见罢了。光学望远镜按光路设计又可分：折射式望远镜（伽利略式、开普勒式）、反射式望远镜（牛顿式、卡塞格林式）和折反射式望远镜（施密特-卡塞格林、马克苏托夫-卡塞格林）。
光学天文望远镜观测的光是由恒星发出的，但这其中许多恒星都早已不存在，我们看到的是几十亿年前发出的光。光学天文望远镜又分为反射式、反射式和折反射式天文望远镜。顾名思义，折射式望远镜的原理是利用凸透镜的成像原理，看到的也是实像;反射式望远镜的原理是利用平面镜反射，看到的是虚像;折反式望远镜是将二者结合在一起，看到的也是虚像。
天文望远镜发展趋势大型化：建造现代大型天文望远镜的目的是提高集光能力和分辨能力，以观测更暗天体和分辨细节。提高集光能力就要增大物镜的口径。无论是光学望远镜还是射电望远镜，都在朝着大型化的趋势发展。许多在研或者预研究的大型天文望远镜正在各个国家开展。
反射式望远镜：反射式望远镜主要采用一块抛物面反射镜作为主镜，望远镜焦点位于主镜前方。牛顿在磨制透镜多次失败的情况下决定用反射镜代替透镜作为主镜，并用一块平面镜将光线从侧面引出镜筒，发明了牛顿式反射望远镜。
