望远镜通过收集辐射提高天体观测能力：赤道仪通过对准天极便于追踪周日运动

望远镜通过收集辐射提高天体观测能力。有效口径影响望远镜的集光和分辨能力。放大倍率受到物镜焦距与目镜焦距共同影响。过高倍率可能只把模糊图像进一步放大。折射望远镜主要利用透镜汇聚光线。反射望远镜主要利用曲面反射镜收集光。折反射系统组合透镜与反射镜控制光路。望远镜支架稳定性直接影响成像质量。

赤道仪通过对准天极便于追踪周日运动。经纬仪式支架沿高度和方位两个方向转动。长时间曝光需要适当补偿地球自转影响。导星系统利用参考星调整跟踪误差。视宁度描述大气湍流造成的成像模糊程度。高海拔干燥地点通常有利于部分天文观测。自适应光学利用实时校正减弱大气畸变。空间望远镜能够避免地面大气的部分限制。

空间望远镜也受到口径预算和轨道环境限制。光学探测器把接收到的光转化为电信号。暗电流来自探测器自身产生的背景电子。冷却探测器能够降低部分热背景噪声。平场校正补偿像元与光路响应的不均匀。偏置帧用于估计探测器读出中的基础偏移。信噪比比较目标信号与噪声波动的强弱。延长曝光常能提高暗弱目标的测量质量。过长曝光也可能造成饱和或跟踪问题。