กล้องโทรทรรศน์เป็นเครื่องมือทางสายตาที่ใช้ในการสังเกตวัตถุที่อยู่ไกลซึ่งสามารถขยายมุมเปิดขนาดเล็กของวัตถุที่อยู่ไกลตามกำลังขยายที่แน่นอน เพื่อให้มีมุมเปิดที่ใหญ่ในพื้นที่ภาพ เพื่อให้วัตถุที่ไม่สามารถ มองเห็นหรือแยกแยะด้วยตาเปล่าได้ชัดเจนและแยกแยะได้ ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์จึงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในทางดาราศาสตร์และการสังเกตการณ์ภาคพื้นดิน เป็นระบบออปติกที่ใช้เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตาเพื่อให้ลำแสงที่ตกกระทบยังคงถูกปล่อยออกมาในแนวขนาน ตามหลักการของกล้องโทรทรรศน์โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสามประเภท เครื่องมือที่รวบรวมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสังเกตการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุที่อยู่ห่างไกล เรียกว่า กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในชีวิตประจำวัน กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่จะหมายถึงกล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสง แต่ในทางดาราศาสตร์สมัยใหม่ กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา กล้องโทรทรรศน์รังสี แนวคิดของกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ขยายไปถึงคลื่นความโน้มถ่วง รังสีคอสมิก และสสารมืด
กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงในชีวิตประจำวันเรียกอีกอย่างว่า "กระจกทิพย์" ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์สมัครเล่น กล้องโทรทรรศน์สำหรับโรงละคร และกล้องส่องทางไกลทางทหาร
กล้องส่องทางไกลที่ใช้กันทั่วไปยังต้องเพิ่มระบบปริซึมเพื่อจุดประสงค์ในการลดระดับเสียงและพลิกภาพกลับด้าน และระบบปริซึมสามารถแบ่งออกเป็นระบบปริซึมหลังคา (นั่นคือ ระบบปริซึมหลังคาสันหลังคา Smit-Beehan) และ Paul Prism System (Porro Prism) (หรือที่เรียกว่า Pro-Prism System) ตามรูปร่างของสูตรและหลักการและการใช้งานของทั้งสองระบบนั้นคล้ายคลึงกัน
กล้องโทรทรรศน์พกพาขนาดเล็กสำหรับใช้ส่วนตัวไม่ควรใช้กำลังขยายที่ใหญ่เกินไป โดยทั่วไป 3~12 เท่าเหมาะสม เมื่อกำลังขยายใหญ่เกินไป ความชัดเจนของภาพจะแย่ลง และกระวนกระวายใจรุนแรง มากกว่ากล้องโทรทรรศน์ทั่วไปที่ใช้ขาตั้งกล้อง 12 เท่า และวิธีแก้ไขอื่นๆ