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按观测波段分类：射电望远镜、红外望远镜、光学望远镜（可见光望远镜）、紫外望远镜、X射线望远镜和γ射线望远镜。下面我们主要介绍一下常见的光学望远镜和射电望远镜。光学天文望远镜主要观测可见光波段，具体说就是波长在380nm（纳米）-750nm的光，也就是我们肉眼可见的赤橙黄绿青蓝紫。其实我们生活的环境中存在着各种波段的光，只是有些我们肉眼不可见罢了。光学望远镜按光路设计又可分：折射式望远镜（伽利略式、开普勒式）、反射式望远镜（牛顿式、卡塞格林式）和折反射式望远镜（施密特-卡塞格林、马克苏托夫-卡塞格林）。

射电天文望远镜，它属于专业的天文台观测使用的天文望远镜，它通过接受星体发出的射电波，然后记录下关键的数据，包括天体射电的强度、频谱、偏振等，同时还配备有专业的信息处理系统对收集的信息进行处理。在这样的条件下，可以观测到普通光学望远镜观测不到的星体，比如脉冲星、类星体、星际有机分子等等。

天文望远镜发展趋势大型化：建造现代大型天文望远镜的目的是提高集光能力和分辨能力，以观测更暗天体和分辨细节。提高集光能力就要增大物镜的口径。无论是光学望远镜还是射电望远镜，都在朝着大型化的趋势发展。许多在研或者预研究的大型天文望远镜正在各个国家开展。