空間的に離れた位置にある複数の望遠鏡（=開口）もしくは1つの望遠鏡主鏡の複数の部分（=開口）からの光を干渉させて得られる干渉縞から天体像についての情報を引き出すこと。少数の開口の組み合わせからでは、天体像の形状（強度分布）についての十分な情報が得られないが、その場合にはモデルの助けを借りて情報を推定する。「連星や円盤などの仮定をおいた複数のモデルについて、どれがもっともらしいか？」や、その連星間距離や円盤のサイズなどのパラメータを推定することができる。現在活躍している電波干渉計のほとんどは開口合成望遠鏡である。光干渉計、開口合成望遠鏡も参照。