望远镜是人眼睛的延长。如果没有望远镜，人类只能看到太阳、月亮和最亮的星星。而当伽利略第一次用望远镜仰望星空时，他就看到了月球环形山和木星卫星，看到了银河由无数密密麻麻的恒星组成。今天的光学望远镜则使我们可以分辨出月球上一个硬币的厚度，甚至看到如火柴般的亮光。100年前，我们还以为银河系就是整个宇宙，今天我们却知道宇宙是由数千亿个像银河系这样的星系组成，它们源自大约137亿年前的宇宙大爆炸。100年前，我们完全不知道太阳系以外还会有别的行星系统，今天我们已经知道数以百计这样的“太阳系”，并开始去了解最初的生命是如何诞生的……
望远镜经历了以下几个重要的历史性飞跃：
第一个飞跃是光学望远镜突破口径大小的限制。薄镜面、拼接镜面和主动光学技术的革新，克服了制造大口径光学望远镜的困难。世界上已建成的单架光学望远镜的口径已达
第二个飞跃是单口径望远镜发展为望远镜阵。把望远镜接收光子的功能与成像功能分开，是望远镜制造的一次重大突破。传统光学望远镜的物镜既接收光子又进行成像。新的成像方法则把各个子孔径接收到的电磁波及其需要补偿的相位信息输入到计算机，通过计算机进行成像，从而实现小望远镜阵合成大望远镜。现在在地球上远隔几千千米，甚至分处不同地面与空间的子孔径接收到的电磁波，都可以在计算机上成像。而把望远镜接收光子的功能与成像功能分开，也就把望远镜最重要的两个性能———灵敏度与分辨本领分开。灵敏度由接收面积决定，分辨本领由子孔径间最长基线决定。在传统光学望远镜里，这两个参数绑在一起，都由口径大小决定，因而分辨本领的提高受到口径的限制。而干涉仪可以在子孔径总面积相同的条件下，通过延长它们之间的基线，极大地提高分辨本领。这种技术现在也应用到光学望远镜上。
第三个飞跃是接收器的突破。照相底片代替视网膜是第一次突破，它摆脱了人眼的主观性，能客观地记录图像。它可以累积曝光时间并提高灵敏度，记录下的图像便于保存。但照相底片也有动态范围小、探测效率低等不足。而以CCD为代表的数字化探测器不仅效率提高几十倍、线性好，还便于进行计算机图像处理。
第四个飞跃是从单一可见光波段望远镜向全电磁波段望远镜的发展。随着半导体与电子学的进步，已经可以制造出探测不同电磁波段的接收器，从可见光发展到射电波段，再发展到紫外、红外、X射线及伽马射线，进入全电磁波段天文时代。
第五个飞跃是分析器、光谱仪和偏振计的应用。天体光谱和偏振是分析天体的物理、化学性质及其运动状态的最有效的手段。
第六个飞跃是从地面望远镜到空间望远镜的飞跃。当人类在20世纪开启了空间时代，望远镜便被送到了大气外，彻底摆脱了大气吸收、散射和扰动对天文观测的影响。
第七个飞跃是望远镜概念的进一步拓展。望远镜的功能从接收电磁波，扩展到可以接收一切来自宇宙的信息。望远镜的概念则涵盖了从外形到内涵的一系列发展，不断地提高着人类探测宇宙的能力。
第八个飞跃是计算机的全面应用。计算机在望远镜和接收器自动化控制、主动光学、自适应光学、数据采集、存储与传输、傅立叶成像、数据分析等方面的应用，成为实现望远镜革命的必要条件。如今全新概念下的虚拟天文台，就完全建立在数据库和计算机网络技术的综合运用上。
总之，望远镜彻底改变了我们的宇宙观，而它的每一次飞跃，又往往集成了当时最新、最尖端的技术发明成果。现代望远镜已成为当今世界工业界与技术界的骄傲。