I telescopi non ottici esaminano la luce dal cielo a lunghezze d'onda diverse da quelle della luce visibile. Esistono molti tipi diversi per studiare le onde radio in arrivo, le microonde, i raggi infrarossi e del vicino infrarosso, i raggi ultravioletti, Raggi X e raggi gamma.
Ogni sezione dello spettro luminoso contiene informazioni che altrimenti non potrebbero essere rilevate. La radioastronomia, ad esempio, è stata utilizzata nella ricerca di vita extraterrestre ed è stata responsabile della scoperta delle pulsar. L'astronomia a microonde ha rilevato il calore residuo dal Big Bang. Altri telescopi abbandonano completamente lo spettro elettromagnetico, concentrandosi invece sul rilevamento di neutrini o particelle cariche nel vento solare. Ognuno di questi metodi apre una nuova finestra sugli studi spaziali e sviluppa dati che i soli telescopi ottici non sono mai stati in grado di fare.
