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）。
像差折射镜开普勒式和伽利略式的激光光路电路原理图。折射望眼镜是用透镜农作物镜的望眼镜。分成二种种类：由凹透镜作目镜的称伽利略式折射镜；由凸透镜作目镜的称开普勒式折射镜。因单透镜目镜偏色和球差都相当严重，当代的折射望眼镜常见复消色差系统软件。
1608年，西班牙眼镜生产商汉斯·里帕希（H.Lippershey）的一个学徒工偶然发现，将二块镜片叠在一起能够清晰见到远方的物品。1609年，西班牙生物学家伽利略听闻这一创造发明之后，马上制做了他自己的望远镜，而且用于观测夜空。
