Les télescopes non optiques examinent la lumière du ciel à des longueurs d'onde autres que celles de la lumière visible. Il existe de nombreux types différents pour étudier les ondes radio entrantes, les micro-ondes, les rayons infrarouges et proches infrarouges, les rayons ultraviolets, Rayons X et rayons gamma.
Chaque section du spectre lumineux contient des informations qui ne pourraient pas être détectées autrement. La radioastronomie, par exemple, a été utilisée dans la recherche de la vie extraterrestre et a été à l'origine de la découverte des pulsars. L'astronomie micro-ondes a détecté la chaleur résiduelle du Big Bang. D'autres télescopes abandonnent complètement le spectre électromagnétique, se concentrant plutôt sur la détection des neutrinos ou des particules chargées dans le vent solaire. Chacune de ces méthodes ouvre une nouvelle fenêtre sur les études spatiales et développe des données que les télescopes optiques seuls ne pourraient jamais.
