反射望远镜主要利用曲面反射镜收集光，经纬仪式支架沿高度和方位两个方向转动，望远镜通过收集辐射提高天体观测能力

叠加多张图像可以改善部分随机噪声影响。天体测光关注辐射亮度及其时间变化。天体光谱揭示不同波长的辐射分布。射电望远镜探测波长较长的电磁辐射。抛物面天线能够把来自特定方向的波汇聚。射电干涉阵列结合多台天线提高角分辨能力。阵列最长基线影响能够分辨的最小角尺度。干涉成像还需要足够的基线采样信息。

望远镜通过收集辐射提高天体观测能力。有效口径影响望远镜的集光和分辨能力。放大倍率受到物镜焦距与目镜焦距共同影响。过高倍率可能只把模糊图像进一步放大。折射望远镜主要利用透镜汇聚光线。反射望远镜主要利用曲面反射镜收集光。折反射系统组合透镜与反射镜控制光路。望远镜支架稳定性直接影响成像质量。

甚长基线干涉可连接相隔很远的射电站。红外观测关注较冷天体和尘埃相关辐射。大气水汽会吸收许多红外和毫米波段信号。高能天文观测通常需要使用空间平台。宇宙射线探测记录高能粒子及次级信号。中微子望远镜通过罕见相互作用识别粒子。引力波探测器测量极微小的相对长度变化。多信使天文学联合光粒子和引力波等资料。