กล้องโทรทรรศน์ออนไลน์เป็นเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่มักจะมีหนึ่งในสองรูปแบบ ในครั้งแรกการสังเกตที่ทำก่อนหน้านี้จะถูกรวบรวมไว้ในฐานข้อมูลที่สามารถเข้าถึงได้ทางออนไลน์ ในวินาทีกล้องโทรทรรศน์ทางกายภาพจะให้บริการสำหรับการสังเกตโดยการร้องขอหรือถูกควบคุมโดยผู้ใช้ออนไลน์โดยตรง การจัดเรียงข้อมูลและรูปภาพที่มีอยู่โดยทั่วไปเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์เสมือนหรือหอดูดาว อินเทอร์เฟซออนไลน์ที่มีกล้องโทรทรรศน์ทางกายภาพมักถูกเรียกว่าเป็นกล้องโทรทรรศน์อินเทอร์เน็ต
International Observatory Alliance (IVOA) ประกอบด้วยหอดูดาว 19 แห่งทั่วโลก วัตถุประสงค์ขององค์กรและสมาชิกคือการรวบรวมและตรวจสอบข้อมูลที่มีอยู่วางลงในรูปแบบมาตรฐานและทำให้พร้อมใช้งานสำหรับการวิจัยออนไลน์ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์หลายทศวรรษพร้อมอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ความยาวคลื่นหลาย ๆ ตัวถูกนำมารวมกันเพื่อทำเหมืองข้อมูล ข้อมูลนี้ถูกเก็บไว้ในฐานข้อมูลกลางที่สามารถเข้าถึงได้ผ่านอินเทอร์เน็ต
ในรูปแบบที่มุ่งเน้นการวิจัยน้อยกว่าบริการต่างๆเช่นMicrosoft® WorldWide Telescope ให้บริการกล้องโทรทรรศน์ท้องฟ้าจำลองประเภทออนไลน์ มีการนำเสนอทัวร์ของวัตถุทางดาราศาสตร์ตามคำแนะนำในเชิงลึกโดยใช้การถ่ายภาพความละเอียดสูง บริการดังกล่าวมักจะให้ส่วนต่อประสานที่ช่วยให้ผู้ใช้มีอิสระอย่างมีนัยสำคัญในการสำรวจของพวกเขา ท้องฟ้ายามค่ำคืนจากทุกจุดบนโลกในเวลาใดก็ได้ในอดีตหรืออนาคตสามารถถูกสร้างขึ้นใหม่ได้ ผู้เดินทางในอวกาศเสมือนสามารถเลือกแผนการเดินทางของตนเองเพื่อเยี่ยมชมวัตถุที่น่าสนใจที่สุด
กล้องโทรทรรศน์ออนไลน์แบบออนไลน์ที่ให้บริการมากขึ้นจะถูกนำเสนอโดยบริการที่ทำให้การสำรวจสดจากที่บ้านเป็นจริง กล้องโทรทรรศน์ออนไลน์หนึ่งแห่งเสนอการเข้าถึงตารางการสังเกตการณ์ที่กำหนดโดยกล้องโทรทรรศน์ในประเทศต่าง ๆ ภาพจะถูกส่งในเวลาจริงและสามารถเข้าถึงได้ด้วยการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
การเลือกสิ่งที่ต้องสังเกตและควบคุมโดยตรงของกล้องโทรทรรศน์ระยะไกลนั้นมีให้ในอินเทอร์เน็ตเช่นกัน สิ่งนี้มีไว้สำหรับผู้สังเกตการณ์ขั้นสูงและต้องการการฝึกอบรมทางเทคนิคบางระดับก่อนที่การควบคุมจะถูกส่งไปยังผู้ใช้ บริการนี้มักจะอิงกับค่าธรรมเนียมเว้นแต่ว่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับหอดูดาวหรือมหาวิทยาลัยที่เป็นเจ้าของกล้องโทรทรรศน์
ในฐานะผู้ประนีประนอมผู้สมัครที่จริงจังอาจพิจารณาหอสังเกตการณ์ที่ยอมรับคำขอสำหรับการสังเกตการณ์เฉพาะ เจ้าหน้าที่ในสถานที่ยังคงควบคุมกล้องโทรทรรศน์โดยตรงในขณะที่ปฏิบัติตามคำขอสังเกตของบุคคลที่สาม ผลลัพธ์การถ่ายภาพและข้อมูลที่เกี่ยวข้องเช่นสภาพบรรยากาศจะถูกส่งต่อไปยังผู้ใช้ปลายทางซึ่งมักจะเป็นแบบดิจิทัลในเวลาจริง นี่คือความจริงแล้วขั้นตอนปกติที่เกี่ยวข้องกับการใช้ระบบขั้นสูง นักดาราศาสตร์มืออาชีพอาศัยเจ้าหน้าที่ช่วยเหลือที่มีประสบการณ์ในการใช้อุปกรณ์
