Un radiotelescop detectează undele radio emise de obiectele cerești. Arată ca o antenă mare, dar funcționează diferit față de un telescop optic. În loc de lentile sau oglinzi de sticlă, folosește o suprafață metalică pentru a colecta undele radio și a le focaliza pe un receptor. Receptorul amplifică semnalul și îl trimite către un computer pentru procesare.

Radiotelescoapele pot observa ziua sau noaptea și nu sunt afectate de nori. Pot detecta obiecte invizibile în lumina vizibilă, inclusiv nori de gaze reci, pulsari și fundalul cosmic de microunde. De asemenea, pot penetra praful care blochează telescoapele optice, dezvăluind centrele galaxiilor și locurile de naștere ale stelelor.

Cel mai mare radiotelescop cu o singură antenă este Telescopul Sferic cu Apertură de Cinci Sute de Metri (FAST) din China. Cel mai puternic sistem este Very Large Array din New Mexico, care combină 27 de antene pentru a obține rezoluția unui instrument mult mai mare. Telescopul Event Horizon a conectat antene radio din întreaga lume pentru a fotografia o gaură neagră.

Radioastronomia a început din întâmplare. În 1932, Karl Jansky studia electricitatea statică în comunicațiile radio transatlantice și a descoperit un semnal provenind din Calea Lactee. El descoperise emisia radio din galaxie, născându-se astfel o nouă ramură a astronomiei.