Teleskopy promieniowania gamma wykorzystują specjalne detektory do pomiaru promieniowania gamma z gwiazd. W przeciwieństwie do konwencjonalnych teleskopów, teleskopy gamma nie robią zdjęć ani nie używają optyki. Zamiast tego tworzą mapy źródeł gamma w oparciu o miejsca, które wskazują im astronomowie. Zebrane dane zapewniają unikalny widok wszechświata.
Ponieważ światło widzialne reprezentuje niewielką część widma elektromagnetycznego, astronomowie zaczęli używać innych instrumentów do obserwowania i mierzenia wszechświata. Na odległym końcu spektrum radioteleskop wykrył niewidoczne promieniowanie z galaktyk i odkrył kwazary. W miarę jak zaczęła ewoluować rakieta, astronomowie zbudowali specjalne teleskopy, aby obserwować promieniowanie podczerwone od gwiazd i galaktyk ponad ziemską atmosferą. Na początku lat 60. XX wieku pojawiły się teleskopy rentgenowskie i gamma.
Teleskopy gamma działają na satelitach i posiadają specjalne detektory dostrojone do pomiaru wysokoenergetycznych promieni gamma przy różnych poziomach energii. Astronomowie kierują satelitę na potencjalne źródła promieniowania gamma i mapują uzyskane dane. Czasami dane są filtrowane w celu usunięcia niskiego poziomu promieniowania gamma i ujawnienia znacznych emisji. Promieniowanie gamma pochodzące z supernowych, hiperninałów i kwazarów dostarcza astronomii cennych danych o materii pozagalaktycznej w ekstremalnych warunkach. Promieniowanie z czarnych dziur i innych gęstych obiektów dostarcza również wskazówek dotyczących struktury wszechświata. Niedawne odkrycie w Drodze Mlecznej przez Kosmiczny Teleskop Fermiego (Gamma-Ray Space Telescope) pokazuje gigantyczne "bąbelki" promieniowania gamma pochodzące z gęstego obiektu, co dowodzi, że ogromna czarna dziura znajduje się w centrum galaktyki.
