射电望远镜探测天体发出的无线电波。它看起来像个大碟子，但工作原理与光学望远镜不同。它不用玻璃透镜或反射镜，而是利用金属表面收集无线电波并将其聚焦到接收器上。接收器放大信号后，将其发送到计算机进行处理。

射电望远镜可以昼夜观测，不受云层影响。它们能够探测到可见光下不可见的天体，包括冷气体云、脉冲星和宇宙微波背景辐射。它们还能穿透阻挡光学望远镜的尘埃，揭示星系中心和恒星的诞生地。

世界上最大的单体射电望远镜是位于中国的五百米口径球面望远镜（FAST）。最强大的阵列是位于新墨西哥州的甚大阵列（VLA），它由27个天线组成，分辨率堪比一台体积更大的仪器。事件视界望远镜则连接了世界各地的射电望远镜，用于拍摄黑洞图像。

射电天文学的起源纯属偶然。1932年，卡尔·扬斯基在研究跨大西洋无线电通信中的静电干扰时，意外发现了来自银河系的信号。他发现了来自银河系的射电辐射，天文学的一个新分支就此诞生。