Un radiotelescopio detecta las ondas de radio emitidas por los objetos celestes. Tiene la apariencia de una gran antena parabólica, pero funciona de manera diferente a un telescopio óptico. En lugar de lentes o espejos de vidrio, utiliza una superficie metálica para captar las ondas de radio y enfocarlas en un receptor. El receptor amplifica la señal y la envía a una computadora para su procesamiento.

Los radiotelescopios pueden observar de día o de noche y no se ven afectados por las nubes. Pueden detectar objetos invisibles a la luz visible, como nubes de gas frío, púlsares y la radiación cósmica de fondo de microondas. También pueden penetrar el polvo que bloquea los telescopios ópticos, revelando los centros de las galaxias y los lugares de nacimiento de las estrellas.

El radiotelescopio de plato único más grande es el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros (FAST, por sus siglas en inglés), ubicado en China. El conjunto de antenas más potente es el Very Large Array (VLAR) en Nuevo México, que combina 27 antenas parabólicas para lograr la resolución de un instrumento mucho mayor. El Telescopio del Horizonte de Sucesos conectó radiotelescopios de todo el mundo para obtener imágenes de un agujero negro.

La radioastronomía surgió por casualidad. En 1932, Karl Jansky estudiaba la estática en las comunicaciones radiofónicas transatlánticas cuando detectó una señal proveniente de la Vía Láctea. Había descubierto la emisión de radio de la galaxia, y así nació una nueva rama de la astronomía.