望遠鏡是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學器件觀測遙遠物體的光學儀器。利用透過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進入小孔並會聚成像，再經過一個放大目鏡而被看到。又稱“千里鏡”。

望遠鏡的第一個作用是放大遠處物體的張角，使人眼能看清角距更小的細節。望遠鏡第二個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使觀測者能看到原來看不到的闇弱物體。1608年，荷蘭的一位眼鏡商漢斯·利伯希偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，他製造了人類歷史上的第一架望遠鏡。1609年義大利佛羅倫薩人伽利略·伽利雷發明了40倍雙鏡望遠鏡，這是第一部投入科學應用的實用望遠鏡。

經過400多年的發展，望遠鏡的功能越來越強大，觀測的距離也越來越遠。