กล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์ คืออุปกรณ์ที่ใช้ขยายสิ่งต่างๆวัตถุท้องฟ้าโดยอาศัยหลักการรวมอันมากมายแสง เพื่อให้สามารถมองเห็นวัตถุท้องฟ้าที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเพราะมันไกลเกินไป หรือทำให้มองเห็นได้ชัดขึ้น และมีขนาดใหญ่ขึ้นตามขนาด กล้องโทรทรรศน์ได้ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1608 โดยฮานส์ ช่างทำแว่นคนหนึ่งซึ่งต่อมาค้นพบว่าหากนำเลนส์มาวางเรียงกับให้ได้ระยะที่ถูกต้องเลนส์สามารถขยายภาพที่อยู่ไกลๆได้ใกล้ขึ้น และ 1 ปีต่อมา กาลิเลโอ กาลิเลอิ ก็ได้ นำมาสำรวจท้องฟ้าเป็นครั้งแรกซึ่งในตอนนั้นเป็นกล้องหักเหแสงที่มีกำลังขยายไม่ถึง 30 เท่า เท่านั้นแต่ก็ทำให้เห็นรายละเอียดต่างๆมากมายของดวงดาวต่างๆที่ยังไม่เคยเห็นมาก่อนทำให้เป็นจุดเริ่มต้นของการเริ่มมาสำรวจท้องฟ้าโดยใช้กล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
การตัดสินใจระหว่างการสร้างกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกหรือการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศยังคงเป็นเรื่องที่ซับซ้อน ความก้าวหน้าของวิชาทัศนศาสตร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกที่สามารถถ่ายคลื่นอินฟราเรดด้วยความละเอียดสูงได้ แต่การใช้เทคนิคทางทัศนศาสตร์ก็มีข้อดีที่แตกต่างกับการใช้กล้องฮับเบิล แม้ว่าการใช้เทคนิคทางทัศนศาสตร์จะช่วยให้ได้ภาพคุณภาพสูง แต่มันก็ไม่สามารถถ่ายภาพมุมกว้างได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลื่นที่ตามองเห็น กล้องฮับเบิลยังคงมีข้อได้เปรียบในการถ่ายภาพมุมกว้างด้วยความละเอียดสูง แม้แต่ก่อนที่จะมีการส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่วงโคจร การถ่ายภาพด้วยเทคนิคจุดด่าง (speckle imaging) ก็สามารถให้ภาพวัตถุสว่างที่มีความละเอียดสูงกว่าภาพจากกล้องฮับเบิลอีก[51] การตัดสินใจใช้ภาพจากวิธีใดจึงขึ้นอยู่กับรายละเอียดของการวิจัยเป็นหลัก