隨后在1611年，德國天文學(xué)家開普勒又將天文望遠(yuǎn)鏡作了改進(jìn)，提高了放大倍數(shù)。直到今天人們使用的折射式望遠(yuǎn)鏡還是這兩種。天文望遠(yuǎn)鏡采用的是開普勒式。折射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，比較適合于做天體測量方面的工作。但是它也有一定的缺陷，巨大的光學(xué)玻璃澆制也十分困難，到1897年折射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展達(dá)到頂點，技術(shù)上的限制使得此后的一百多年中再也沒有更大的折射望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)。

1668年誕生了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡。經(jīng)過多次磨制非球面的透鏡失敗后，牛頓另辟思路發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡。用反射鏡代替折射鏡是一個巨大的成功。它有許多優(yōu)點，而且相對于折射望遠(yuǎn)鏡比較容易制作，雖然它也存在固有的不足。

折反射式望遠(yuǎn)鏡最早出現(xiàn)于1814年。到了1931年，德國光學(xué)家施密特將一塊近于平行板的非球面薄透鏡與球面反射鏡相配合，制成了一架折反射望遠(yuǎn)鏡。這種望遠(yuǎn)鏡光力強(qiáng)、視場大、象差小，適合于拍攝大面積的天區(qū)照片，尤其是對暗弱星云的拍照效果非常突出。這類望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)成了天文觀測的重要工具。它兼顧折射和反射兩種望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點，非常適合業(yè)余的天文觀測和攝影。

三百多年來，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡一直是天文觀測最重要的工具。

1932年，央斯基（Jansky. K. G）用無線電天線探測到來自銀河系中心（人馬座方向）的射電輻射，標(biāo)志著人類打開了在傳統(tǒng)光學(xué)波段之外進(jìn)行觀測的第一個窗口。二次大戰(zhàn)后，射電天文學(xué)脫穎而出。射電望遠(yuǎn)鏡為射電天文學(xué)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用。六十年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)：類星體、脈沖星、星際分子和宇宙微波背景輻射，都是用射電望遠(yuǎn)鏡觀測得到的。

除了射電觀測，非可見光天文觀測還包括紅外觀測、紫外觀測、X射線觀測和γ射線觀測等。由于這幾種天文觀測受地球大氣的影響更大，人們往往將望遠(yuǎn)鏡安裝在飛機(jī)上，或用熱氣球載上高空。此后又用火箭、航天飛機(jī)和衛(wèi)星等空間技術(shù)將望遠(yuǎn)鏡送到地球大氣層外。

空間觀測設(shè)備與地面觀測設(shè)備相比，有極大的優(yōu)勢。光學(xué)空間望遠(yuǎn)鏡可以比在地面接收到寬得多的波段。由于沒有大氣抖動，分辨率也得到了極大的提高。空間沒有重力，儀器也不會因自重而變形。

以天文學(xué)家哈勃的名字命名的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（HST）是由美國宇航局主持建造的四座巨型空間天文臺中的第一座，也是所有天文觀測項目中規(guī)模最大、投資最多、最受公眾注目的一項。它籌建于1978年，設(shè)計歷時7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飛機(jī)運載升空，耗資30億美元。但是由于人為原因造成的主鏡光學(xué)系統(tǒng)的球差，不得不在1993年12月2日進(jìn)行了規(guī)模浩大的修復(fù)工作。成功的修復(fù)使哈勃望遠(yuǎn)鏡的性能達(dá)到甚至超過了原先設(shè)計的目標(biāo)。觀測結(jié)果表明它的分辨率比地面的大型望遠(yuǎn)鏡高出幾十倍。它對國際天文學(xué)界的發(fā)展有非常重要的影響。