ประการแรกประเภทของกล้องโทรทรรศน์ถูกจำแนกตามประเภทของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) ที่ใช้ในการสังเกต กล้องโทรทรรศน์ประเภทส่วนใหญ่คือกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลซึ่งสังเกตส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม EM ตามด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมม่าและกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ มีเพียงแสงและคลื่นวิทยุที่มองเห็นได้ซึ่งมองเห็นได้ง่ายจากพื้นผิวโลก - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่นส่วนใหญ่จะถูกปิดกั้นโดยชั้นบรรยากาศของโลก การแผ่รังสีนี้จะต้องถูกตรวจสอบโดยส่วนใหญ่โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศตามประเภทเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ที่เพิ่งเปิดตัวซึ่งเพิ่งจะอุทิศให้กับแสงอินฟราเรดโดยเฉพาะ
แม้ว่าเทคโนโลยีพื้นฐานที่จำเป็นในการสร้างกล้องโทรทรรศน์เป็นเลนส์ขัดมันได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 11 แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งปี 1608 ที่ผู้ผลิตเลนส์ชาวดัตช์หลายคนซึ่งโด่งดังที่สุดคือฮันส์ "แว่นตามุมมองของดัตช์" เหล่านี้ขยายวัตถุเพียงสามอย่างเท่านั้น Galileo Galilei ได้ยินแนวคิดพื้นฐานขณะเดินทางในเวนิสในเดือนพฤษภาคมปี 1609 และสร้างกล้องโทรทรรศน์ขึ้นมาใหม่ด้วยตัวเองในที่สุดก็มาพร้อมกับรุ่นที่สามารถขยายวัตถุได้ด้วยปัจจัย 32 ตัวกล้องโทรทรรศน์ยุคแรกเหล่านี้หักเหตามธรรมชาติซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้เลนส์เท่านั้น นูนและเว้า) เพื่อขยายภาพและเพิ่มความสว่างที่ชัดเจน
กล้องโทรทรรศน์หักเหนั้นเป็นกล้องประเภทแรกที่ยังคงได้รับความนิยมเป็นเวลาหลายร้อยปี แต่มีข้อ จำกัด ว่าพวกเขาจะแข็งแกร่งเพียงใด กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ต้องการเลนส์ที่มีขนาดใหญ่และใหญ่กว่าเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพมากขึ้น แต่การสร้างเลนส์คุณภาพสูงจะกลายเป็นเรื่องยากด้วยขนาดที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความไม่สมบูรณ์เล็ก ๆ ในกระจกและ "การหย่อนเลนส์" ซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงของเลนส์
ในปี ค.ศ. 1688 ไอแซกนิวตันได้สร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงทางปฏิบัติตัวแรกขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาความคลาดเคลื่อนสีที่เป็นสากลในหมู่กล้องโทรทรรศน์หักเหของเวลา กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงได้แนะนำตัวอย่างประเภทอื่นของกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ยุคแรก การสะท้อนของกล้องโทรทรรศน์นั้นสามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าการหักเหของแสงเนื่องจากมันง่ายกว่าที่จะสร้างกระจกที่มีขนาดใหญ่และสมบูรณ์แบบกว่าเลนส์ กล้องโทรทรรศน์ที่ทันสมัยบางตัวที่เรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ catadioptric ใช้กระจกและเลนส์หลายชนิดรวมกันเพื่อแก้ไขวัตถุ แต่การสะท้อนกลับของกล้องโทรทรรศน์ยังคงเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด
