Teleskoper forbedrer vores evne til at se fjerne objekter på en række måder. For det første kan de samle mere lys end vores øjne. For det andet kan de forstørre et billede ved hjælp af et okular. Endelig kan de hjælpe med at skelne objekter, der er tæt på hinanden. Denne sidste forbedring kaldes et teleskops opløsningskraft. Generelt øges teleskopets opløsningsevne, når teleskopets diameter øges.
Lysindsamlingsapparatet
Teleskopets opløsningskraft afhænger af diameteren på teleskopets lysopsamlingsapparat eller mål. I et brydningsteleskop er objektivlinjen den første linse, som lyset passerer igennem. I et reflekterende teleskop er målet teleskopets primære spejl. I et Schmidt-Cassegrain-teleskop er målet også det primære spejl. Efterhånden som diameteren på teleskopets mål stiger, øges opløsningskraften.
Diffraktionsgrænsen
Graden, i hvilken genstande kan løses med et teleskop, kaldes diffraktionsgrænsen. Diffraktionsgrænsen beskriver den mindste vinkelseparation mellem to synlige genstande. Den typiske enhed for denne måling er buesekunden. Diffraktionsgrænsen er omvendt relateret til diameteren på teleskopets mål. Når diameteren stiger, falder diffraktionsgrænsen derfor; du kan løse stadig mindre objekter med større teleskoper.
Bølgelængde og løsningskraft
Diffraktionsgrænsen afhænger af lysets bølgelængde, der opsamles. Ved højere bølgelængder øges diffraktionsgrænsen. Med andre ord vil disse billeder ikke være så klare som lyskilder med lavere bølgelængde for en given teleskopdiameter. For eksempel ville nær infrarøde observationer gennem et teleskop på en meter have en diffraktionsgrænse på 2,5 buesekunder. Observationer af blåt lys gennem det samme teleskop vil derimod have en diffraktionsgrænse på 0,1 buesekunder.
Andre begrænsninger
Jordens atmosfære udgør en optisk hindring for selv det største terrestriske teleskop. Når lyset fra stjernerne og planeterne passerer gennem atmosfæren, brydes det. Dette medfører en sløring af objektbilledet kendt som "seende". For at undgå komplikationer ved at se, store teleskoper har tendens til at være placeret på bjergtoppe eller, som det er tilfældet med Hubble Space Telescope, i plads.