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，有效口径影响望远镜的集光和分辨能力

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。

时间域天文学关注天体随时间发生的变化。巡天通过系统扫描积累大范围天空资料。深度巡天偏重发现较暗弱的天体目标。观测选择效应会影响最终发现的天体样本。观测资料处理需要保留校准和误差信息。仪器分辨率与观测灵敏度是不同能力指标。天文图像颜色可能来自不同波段的合成映射。假彩色图像用于显示人眼无法直接看见的信息。科学图像的颜色解释需要了解波段对应关系。

赤道仪通过对准天极便于追踪周日运动。经纬仪式支架沿高度和方位两个方向转动。长时间曝光需要适当补偿地球自转影响。导星系统利用参考星调整跟踪误差。视宁度描述大气湍流造成的成像模糊程度。高海拔干燥地点通常有利于部分天文观测。自适应光学利用实时校正减弱大气畸变。空间望远镜能够避免地面大气的部分限制。