望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像，但望远镜的目镜成正立放大的虚像，所以望远镜最终成像为放大倒立的虚像，且望远镜是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。在日常生活中，望远镜主要指光学望远镜，但在现代天文学中，天文望远镜包括射电望远镜、红外望远镜、X射线和伽马射线望远镜，天文望远镜的概念进一步扩展到引力波、宇宙射线和暗物质的领域。