Το τηλεσκόπιο είναι ένα οπτικό όργανο που χρησιμοποιεί φακούς ή καθρέφτες και άλλα οπτικά μέσα για να παρατηρήσει μακρινά αντικείμενα. Χρησιμοποιεί τη διάθλαση του φωτός μέσω του φακού ή το φως που ανακλάται από τον κοίλο καθρέφτη για να εισέλθει στη μικρή τρύπα και να συγκλίνει για απεικόνιση και στη συνέχεια να περάσει από ένα μεγεθυντικό προσοφθάλμιο για να το δεις, γνωστό και ως «διόρατος».
Η πρώτη λειτουργία του τηλεσκοπίου είναι να μεγεθύνει τη γωνία ανοίγματος των μακρινών αντικειμένων, έτσι ώστε το ανθρώπινο μάτι να μπορεί να δει λεπτομέρειες με μικρότερες γωνιακές αποστάσεις. Η δεύτερη λειτουργία του τηλεσκοπίου είναι να στείλει μια δέσμη πολύ μεγαλύτερη από τη διάμετρο της κόρης (έως 8 mm) που συλλέγεται από τον αντικειμενικό φακό στο ανθρώπινο μάτι, έτσι ώστε ο παρατηρητής να μπορεί να δει αμυδρά αντικείμενα που ήταν προηγουμένως αόρατα.
Το 1608, ο Hans Liebersch, ένας οπτικός στην Ολλανδία, έπεσε πάνω σε έναν διπλό φακό που μπορούσε να δει καθαρά μακρινά αντικείμενα και εμπνεύστηκε να κατασκευάσει το πρώτο τηλεσκόπιο στην ανθρώπινη ιστορία. Το 1609, ο Ιταλός Φλωρεντινός Galileo Galilei εφηύρε το τηλεσκόπιο διπλού καθρέφτη 40x, το οποίο ήταν το πρώτο πρακτικό τηλεσκόπιο που τέθηκε σε επιστημονική χρήση. Μετά από περισσότερα από 400 χρόνια ανάπτυξης, το τηλεσκόπιο γίνεται όλο και πιο ισχυρό και η απόσταση παρατήρησης γίνεται όλο και πιο μακριά.