1.伽利略
1609年，伽利略利用“光线穿透玻璃时会折射弯曲”的透镜聚光原理，创制“折射式透镜望远镜”，并首次用它对天空进行观测。伽利略看到了太阳黑子、月球上的群山阴影、木星较大的4个卫星以及金星的面相。
2.牛顿
1668年，牛顿创制了第一架反射式面镜望远镜，清楚地观看出木星的8个较大卫星。其消除了透镜望远镜产生色差的缺点，且有镜筒短、便宜、易维护等优点。
3.惠更斯
1659年，惠更斯以框架吊透镜代替受风影响的长焦距望远镜筒（元代郭守敬创建的“简仪”中已有去除管子结构的“窥衡”观测装置，它比惠更斯的构思早三百多年），首次描绘出土星光环，并修正早期认为土星是3个行星组成，而不是一个行星的错误观念。后来，1675年卡西尼更进一步发现土星环上的环缝。
4.威廉·赫瑟尔
1782年，威廉·赫瑟尔用12米长、直径30厘米的反射式望远镜，绘制了首张详细的银河天体图。让我们知道银河系是我们自己所在的星系，其光芒源自其中数十亿的星球与星云。1826年，弗朗哈佛建造了一座直径25厘米的透镜及精巧时控台座可追踪星体移动的望远镜。这项时控装置可追踪穿越天空的星体，使天文学家能绘制出天空星群分布的天体图，清楚显示出形成银河系的串行星群。
5.威廉·巴森兹
1845年，威廉·巴森兹应用直径1.8米，由磨光金属制成的巨大反射镜观测，首度描绘螺旋状星云，并解释螺旋状星云的形成，而我们现在已经知道银河系外有很多螺旋状星云。
6.叶凯士
1897年，叶凯士使用直径长达1米的叶凯士折射式透镜望远镜（目前仍是全世界最大的折射式透镜望远镜），它首度证实银河系是一种螺旋状星系，对测量长期的星球运动相当有用。现在天文学家确证我们所在的银河系形状是螺旋星系。
7.哈勃
1918年，哈勃以具有直径2.5米反射镜的胡克望远镜探索遥远的星系，精确地指出银河中看似微弱的星云，其实是位在距离我们有几百万光年的其他星系中。他的研究有助于天文学家更进一步地了解宇宙的奥秘。
8.加州巴洛马山的海尔望远镜
1947年，架设在美国加州巴洛马山海尔望远镜，是具有直径5米反射镜的望远镜，它可以实现对可见宇宙的较外边缘的观测。天文学家利用它对遥远的星系，如仙女座星系，做非常仔细的观测，他们测量出仙女座星系距离地球二十万亿千米，是先前所知距离的两倍。
9.计算机辅助观测
从1960年代起，当今的天文学家将计算机应用于望远镜所有的设计、架构与操作的各个阶段，促使新一代效能更佳的望远镜来临，结果产生了许多不同的模式，适用于多种不同的任务。
10.多面反射镜组成单一影像
1977年，凭借计算机的辅助，许多来自反射镜的影像可结合成单一影像。1977年设于美国亚历桑那州霍普金斯山的第一座多面反射镜望远镜（MMT）首次运行。该望远镜有一排6片、直径1.8米的反射镜，可聚集到相当于直径4.5米单片反射镜所聚集的光线。
11.电子耦合装置进一步辅助观测
1986年，电子仪器与计算机的问世对天文学产生了深远的影响，强化的影像促使天文学许多不同新见解的产生。具有电子耦合装置的电子感应器可感测到最微弱的光学讯号，或侦测许多不同种类的辐射。经过计算机处理后，讯号被整理与加强，这些经由电子仪器观测到的讯号传递了清晰的信息。数字处理将极细微的差异放大，显现出原来被地球大气掩藏，以致肉眼看不到的东西。
12.拼嵌式望远镜
1990年，拼嵌式望远镜具有成本低廉、修补时易移动的优点。美国夏威夷的凯克望远镜是由36片反射镜拼嵌成一座直径10米的望远镜。凯克望远镜所观测的物体亮度比海尔望远镜所能见到的强4倍。
13.哈勃太空望远镜
1990年，排除了地球的混浊大气层的视野干扰，哈勃太空望远镜正在距离地表600千米处环绕地球运行和观测。哈勃太空望远镜是有史以来最具威力的望远镜，它让人们观看宇宙的视野起了革命性的改变。
现代，计算机网际网络通畅无阻，使终端个人使用者不受时间和空间的限制，就可结合全球（甚至外层空间中）的观测望远镜进行远方遥控观测，并可立刻结合先进计算机软件进行分析与数字处理。