電波望遠鏡は、天体から放出される電波を検出する装置です。大きな皿のような形をしていますが、光学望遠鏡とは仕組みが異なります。ガラスレンズや鏡の代わりに、金属面を使って電波を集め、受信機に集束させます。受信機は信号を増幅し、処理のためにコンピュータに送信します。

電波望遠鏡は昼夜を問わず観測でき、雲の影響を受けません。可視光では見えない天体、例えば低温ガス雲、パルサー、宇宙マイクロ波背景放射などを検出できます。また、光学望遠鏡では遮られる塵を透過できるため、銀河の中心や星の誕生場所を明らかにすることができます。

最大の単一アンテナ式電波望遠鏡は、中国にある500メートル球面電波望遠鏡（FAST）です。最も強力な電波望遠鏡群は、ニューメキシコ州にある超大型電波望遠鏡群（VLA）で、27基のアンテナを組み合わせることで、はるかに大型の望遠鏡と同等の解像度を実現しています。イベントホライズンテレスコープは、世界中の電波望遠鏡を連結してブラックホールを撮影しました。

電波天文学は偶然から始まった。1932年、カール・ジャンスキーは北大西洋横断無線通信の雑音を研究していた際に、天の川銀河から発せられる信号を発見した。彼は銀河からの電波放射を発見し、こうして天文学の新たな分野が誕生した。