Telescopen verbeteren ons vermogen om verre objecten op een aantal manieren te zien. Ten eerste kunnen ze meer licht opvangen dan onze ogen. Ten tweede kunnen ze met behulp van een oculair een afbeelding vergroten. Ten slotte kunnen ze helpen objecten te onderscheiden die dicht bij elkaar staan. Deze laatste verbetering wordt het oplossend vermogen van een telescoop genoemd. Over het algemeen neemt het oplossend vermogen van een telescoop toe naarmate de diameter van de telescoop groter wordt.
Het lichtverzamelende apparaat
Het oplossend vermogen van een telescoop hangt af van de diameter van het lichtverzamelende apparaat of objectief van de telescoop. In een brekende telescoop is de objectieflens de eerste lens waar het licht doorheen gaat. In een reflecterende telescoop is het objectief de primaire spiegel van de telescoop. In een Schmidt-Cassegrain-telescoop is het objectief ook de primaire spiegel. Naarmate de diameter van het objectief van de telescoop groter wordt, neemt het oplossend vermogen toe.
De diffractielimiet
De mate waarin objecten door een telescoop kunnen worden opgelost, wordt de diffractielimiet genoemd. De diffractielimiet beschrijft de kleinste hoekafstand tussen twee zichtbare objecten. De typische eenheid van deze meting is de boogseconde. De diffractielimiet is omgekeerd evenredig met de diameter van het objectief van de telescoop. Daarom, naarmate de diameter toeneemt, neemt de diffractielimiet af; met grotere telescopen kun je steeds kleinere objecten oplossen.
Golflengte en oplossend vermogen
De diffractielimiet hangt af van de golflengte van het opgevangen licht. Bij hogere golflengten neemt de diffractielimiet toe. Met andere woorden, deze beelden zullen niet zo helder zijn als lichtbronnen met een lagere golflengte voor een bepaalde telescoopdiameter. Zo zouden nabij-infraroodwaarnemingen door een telescoop van één meter een diffractielimiet hebben van 2,5 boogseconden. Blauwlichtwaarnemingen door dezelfde telescoop zouden daarentegen een diffractielimiet hebben van 0,1 boogseconde.
Andere beperkingen
De atmosfeer van de aarde vormt een optisch obstakel voor zelfs de grootste terrestrische telescoop. Als het licht van de sterren en planeten door de atmosfeer gaat, wordt het gebroken. Dit veroorzaakt een vervaging van het objectbeeld dat bekend staat als 'zien'. Om de complicaties van het zien te voorkomen, grote telescopen bevinden zich meestal op bergtoppen of, zoals het geval is bij de Hubble-ruimtetelescoop, in ruimte.
