天文望遠鏡是伽利略發明的。伽利略用望遠鏡製作方法做了3倍望遠鏡。後經改進，使望遠鏡一下子放大20倍，他用此觀察到星星。1610年，他用30倍天文望遠鏡觀察到木星。正因是伽利略改進了望遠鏡性能，又用來觀察星星、月球、金星以及太陽等天體，並首次發表觀察結果，因此確切地説，是伽利略發明了天文望遠鏡。
天文望遠鏡是觀測天體、捕捉天體信息的主要工具。從1609年伽利略製作第一台望遠鏡開始，望遠鏡就開始不斷髮展，從光學波段到全波段，從地面到空間，望遠鏡觀測能力越來越強，可捕捉的天體信息也越來越多。目前，人類在電磁波段、中微子、引力波、宇宙射線等方面均有望遠鏡。
在近現代和現代，天文望遠鏡已經不侷限於光學波段了。1932年，美國無線電工程師探測到了來自銀河系中心的無線電輻射，標誌着無線電天文學的誕生。1957年人造衞星上天以後，空間天文望遠鏡蓬勃發展。
新世紀以來，中微子、暗物質、引力波等新型望遠鏡方興未艾。現在，天體發出的許多信息都已經成為天文學家的眼底之物，人類的視野越來越廣闊了。
