Telescoapele non-optice examinează lumina de la cer la alte lungimi de undă decât cele ale luminii vizibile. Sunt multe tipuri diferite pentru a studia undele radio, microundele, razele infraroșii și infraroșu, razele ultraviolete, Raze X și raze gamma.
Fiecare secțiune a spectrului de lumină are informații care altfel nu au putut fi detectate. Radioastronomia, de exemplu, a fost folosită în căutarea vieții extraterestre și a fost responsabilă pentru descoperirea pulsarilor. Astronomia cu microunde a detectat căldură reziduală din Big Bang. Alte telescoape abandonează în întregime spectrul electromagnetic, concentrându-se în schimb pe detectarea neutrinilor sau a particulelor încărcate în vântul solar. Fiecare dintre aceste metode deschide o fereastră proaspătă asupra studiilor spațiale și dezvoltă date pe care numai telescoapele optice nu le-ar fi putut.
