Kính viễn vọng từ khi phát minh đến nay chưa đến 4 thế kỷ. Ngày nay đường kính kính viễn vọng quang học rất to, uy lực rất mạnh, vượt xa so với kính viễn vọng thuở ban đầu.
Mặc dù thế, nhiệm vụ chủ yếu của kính viễn vọng quang học vẫn là quy tụ ánh sáng thấy được của các thiên thể chiếu vào kính để nghiên cứu về hình thức chuyển động, kết cấu cũng như trạng thái vật lý và sự cấu thành hoá học của nó.
Bước sóng của ánh sáng thấy được nằm trong khoảng 400 – 700 nm (1 nm = 10-9 m). Nếu xem tầng khí quyển bao quanh Trái Đất là một bức tường thì ánh sáng thấy được chỉ là “một khe nhỏ” rất hẹp trên bề mặt của nó. Nhưng đừng xem thường “khe nhỏ” này. Hơn 300 năm nay sự phát triển của thiên
văn học và một loạt kết quả thu được đều thông qua quan trắc của khe nhỏ này mà có.
Ánh sáng thấy được là một loại sóng điện từ. Trong họ sóng điện từ có khá nhiều thành viên. Sắp xếp theo độ dài của bước sóng thứ tự như sau:
– Sóng vô tuyến (hoặc sóng vô tuyến điện) có bước sóng từ 30 m – 1 mm.
– Sóng hồng ngoại có bước sóng: từ 1 mm – 700
nm.
– Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng: từ 700
– 400 nm.
– Tia tử ngoại có bước sóng từ 400 – 10 nm
– Tia X có bước sóng: từ 10 – 0,001 nm.
– Tia γ có bước sóng: < 0,001 nm.
Các thiên thể hầu như đều có bức xạ điện từ này, chẳng qua mức độ mạnh hay yếu khác nhau mà thôi. Vì sao trên mặt đất không nhận được chúng? Nguyên nhân chủ yếu là bị bức tường khí quyển ngăn chặn. Chúng ta có thể quan trắc được loại sóng có bước
sóng nằm trong phạm vi từ 300 – 1000 nm và chỉ thế mà thôi.
Bắt đầu thập kỷ 30 của thế kỷ XX, các nhà khoa học phát hiện trên bức tường không khí còn có một loại cửa sổ khác, đó là cửa sổ sóng vô tuyến điện. Bắt đầu từ đó đến nay thiên văn học sóng vô tuyến điện đã phát triển rất nhanh, thế giới tự nhiên mà nó miêu tả là bức tranh vô tuyến của các thiên thể.
Sau thập kỷ 40, tên lửa bắn lên tầng cao mấy chục km, có thể mang theo máy móc để chụp được quang phổ tia tử ngoại của Mặt Trời, nhờ đó người ta đã phát hiện ra bức xạ tia X của nó.
Ngày 4 tháng 10 năm 1957, vệ tinh nhân tạo đầu tiên phóng thành công đã mở ra một kỷ nguyên mới về quan trắc thiên văn bầu trời. Cùng với việc phóng thành công vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ và phòng thí nghiệm lên không trung, chắc chắn con người sẽ xây dựng được một trạm thiên văn bay trên quỹ đạo nằm ngoài tầng khí quyển. Chúng không những có thể quan trắc quang học và vô tuyến mà còn có thể quan trắc được các tia bức xạ X và γ, tia tử ngoại của các thiên thể, thúc đẩy các ngành thiên văn tia tử ngoại, thiên văn tia X, thiên văn tia γ lần lượt ra đời và phát triển nhanh chóng. Ở thập kỷ 40 của thế kỷ XX, ngành thiên văn hồng ngoại đã xuất hiện, nhưng sau đó bị ngưng trệ, mãi đến thập kỷ 60 mới bắt đầu phát triển trở lại.
Ngày nay thiên văn học từ chỗ chỉ có thể quan sát bằng ánh sáng đã phát triển đến mức có thể quan sát được các tia bức xạ, là thời đại thiên văn học toàn sóng.