遠方にある物体を拡大して観察する装置のこと。あるいは、遠方にある物体からのさまざまな放射を集め高感度でとらえる装置のこと。もともとはその言葉のとおり、遠方物体を可視光で拡大観察するための装置のことを指していたが、今日では、遠方天体の放つ、電波からガンマ線に至るあらゆる波長域の電磁波を集光してとらえる装置を広く望遠鏡と呼ぶ。ニュートリノなどの粒子線、重力波をとらえる装置のことも望遠鏡と呼ぶことがある。
地上物体の観察に用いられるものを地上望遠鏡、天体・宇宙の観測に用いられるものを天体望遠鏡という。地上望遠鏡は主に可視光望遠鏡であり、レンズを集光素子として用いる屈折望遠鏡が多い。天体望遠鏡には前述のようなさまざまなバラエティーがある。天体望遠鏡の主流は反射望遠鏡であり、X線から紫外線、可視光、赤外線、電波まで広い波長域の電磁波の観測に用いられている。物質への透過力の強い硬X線やガンマ線では、反射鏡を集光素子として用いることができず、広い面積の検出器に光子の到来方向がわかる装置をつけて望遠鏡としている。
望遠鏡は1608年に発明された。オランダのミデルブルフという町の眼鏡職人達が眼鏡用のレンズを組み合わせているうちに偶然に遠方の物体が拡大されることを発見した。当時ミデルブルグには、ベネチアガラスの流れを汲む職人のいるガラス工場で高品質のガラスが製造され、眼鏡生産が盛んであった。望遠鏡の発明者は、その技術を最初に特許申請したハンス・リッパヘイ（Hans Lipperhey）とされているが、ほとんど同時期に他の眼鏡職人の中にも同様な技術を知った者がいた。ガリレオがイタリアのパドバで、自作の望遠鏡で夜空を観測したのはその僅か1年後であるから、望遠鏡のニュースはヨーロッパに驚くほど早く広まったことが分かる。ガリレオ式望遠鏡、ケプラー式望遠鏡も参照。