Teleskopy służą do zbierania i analizowania promieniowania emitowanego przez odległe obiekty. Są zdolne do pracy przy różnych częstotliwościach widma elektromagnetycznego, w tym falach radiowych, promieniach gamma, mikrofalach, podczerwieni, ultrafiolecie i promieniach rentgenowskich.
Główną funkcją teleskopów jest zbieranie światła. Mogą oglądać drobne szczegóły i rejestrować zabytki za pomocą kamer. Większe teleskopy mogą gromadzić więcej światła i dzięki temu mogą widzieć obiekty znajdujące się dalej. Mogą identyfikować rzeczy z większej odległości i poszerzać przestrzeń obserwowalnego wszechświata.
Teleskopy optyczne składają się z soczewek i zwierciadeł, które powiększają odległe przedmioty lub poprawiają jasność niewyraźnych obiektów. Teleskopy radiowe identyfikują hałas w oparciu o fale radiowe w kosmosie. Mogą tworzyć obraz obiektu, którego słuchają w oparciu o dźwięk, który zbierają z tego obiektu.
Naukowcy wykorzystują teleskopy rentgenowskie do pozyskiwania informacji na temat słońca, gwiazd i supernowych. Teleskopy promieniowania gamma służą do weryfikacji różnych zjawisk, takich jak czarne dziury i pulsary. Teleskopy odbijające zapewniają niezwykle szczegółowe obrazy odległych obiektów we wszechświecie, w tym odległe galaktyki, mgławice i ginące gwiazdy.
Teleskopy mają ograniczoną rozdzielczość z powodu zakłóceń i nieregularności w powietrzu. Ich rozdzielczość nie może przekroczyć limitu, nawet jeśli rozmiar otworu zbierającego światło jest większy. Wielu astronomów używa teleskopów na szczycie góry, ponieważ teleskopy mogą generować lepszą rozdzielczość dzięki cieńszej atmosferze.