กล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์ คืออุปกรณ์ที่ใช้ขยายสิ่งต่างๆวัตถุท้องฟ้าโดยอาศัยหลักการรวมอันมากมายแสง เพื่อให้สามารถมองเห็นวัตถุท้องฟ้าที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเพราะมันไกลเกินไป หรือทำให้มองเห็นได้ชัดขึ้น และมีขนาดใหญ่ขึ้นตามขนาด กล้องโทรทรรศน์ได้ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1608 โดยฮานส์ ช่างทำแว่นคนหนึ่งซึ่งต่อมาค้นพบว่าหากนำเลนส์มาวางเรียงกับให้ได้ระยะที่ถูกต้องเลนส์สามารถขยายภาพที่อยู่ไกลๆได้ใกล้ขึ้น และ 1 ปีต่อมา กาลิเลโอ กาลิเลอิ ก็ได้ นำมาสำรวจท้องฟ้าเป็นครั้งแรกซึ่งในตอนนั้นเป็นกล้องหักเหแสงที่มีกำลังขยายไม่ถึง 30 เท่า เท่านั้นแต่ก็ทำให้เห็นรายละเอียดต่างๆมากมายของดวงดาวต่างๆที่ยังไม่เคยเห็นมาก่อนทำให้เป็นจุดเริ่มต้นของการเริ่มมาสำรวจท้องฟ้าโดยใช้กล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
หน้าที่สำคัญอีกประการหนึ่งของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ คือการจัดตารางการใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศซึ่งเป็นหนึ่งในงานที่ยุ่งยากซับซ้อนที่สุด กล้องฮับเบิลอยู่ในวงโคจรต่ำของโลกเพื่อให้กระสวยอวกาศสามารถเข้าถึงได้ในภารกิจซ่อมบำรุง ทำให้เป้าหมายทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ถูกโลกบดบังเอาไว้ประมาณครึ่งหนึ่งในแต่ละรอบโคจร การสังเกตการณ์ไม่สามารถทำได้เมื่อกล้องโคจรผ่านย่านความผิดปกติที่มหาสมุทรแอตแลนติกตอนใต้ นอกจากนี้ยังมีพื้นที่อวกาศบริเวณรอบดวงอาทิตย์ที่ไม่อาจสังเกตการณ์ได้ (ทำให้ไม่สามารถสังเกตการณ์ดาวพุธได้เลย) มุมหลบหลีกดวงอาทิตย์อยู่ที่ 50° เพื่อป้องกันแสงสะท้อนจากดวงอาทิตย์ที่มีผลต่ออุปกรณ์ถ่ายภาพ ยังมีพื้นที่นอกข่ายสังเกตการณ์โดยรอบดวงจันทร์กับรอบโลกซึ่งจะมีแสงสว่างมากเกินไปสำหรับเซ็นเซอร์นำทาง FGS (แต่ถ้าปิดเซ็นเซอร์นำทาง FGS แล้วก็อาจสังเกตการณ์โลกกับดวงจันทร์ได้)