Teleskopi na več načinov izboljšujejo našo sposobnost, da vidimo oddaljene predmete. Najprej lahko zberejo več svetlobe kot naše oči. Drugič, s pomočjo okularja lahko povečajo sliko. Nazadnje lahko pomagajo ločiti predmete, ki so si blizu. Ta zadnja izboljšava se imenuje ločljivost teleskopa. Na splošno se ločljivost teleskopa poveča, ko se premer teleskopa poveča.
Aparat za zbiranje svetlobe
Ločljivost teleskopa je odvisna od premera naprave za zbiranje svetlobe ali cilja objektiva. V lomnem teleskopu je leča prva leča, skozi katero prehaja svetloba. V odsevnem teleskopu je cilj primarno ogledalo teleskopa. V teleskopu Schmidt-Cassegrain je cilj tudi primarno ogledalo. Ko se premer objektiva teleskopa poveča, se ločljivost poveča.
Meja difrakcije
Stopnja, do katere je mogoče predmete razrešiti s teleskopom, se imenuje meja difrakcije. Meja difrakcije opisuje najmanjšo kotno ločitev med dvema vidnima predmetoma. Tipična enota te meritve je ločna sekunda. Meja difrakcije je obratno odvisna od premera objektiva teleskopa. Zato se s povečanjem premera meja difrakcije zmanjša; vedno večje manjše predmete lahko razrešite z večjimi teleskopi.
Valovna dolžina in moč raztaljevanja
Meja difrakcije je odvisna od valovne dolžine svetlobe, ki se zbira. Pri višjih valovnih dolžinah se difrakcijska meja poveča. Z drugimi besedami, te slike pri danem premeru teleskopa ne bodo tako jasne kot viri svetlobe z nižjo valovno dolžino. Na primer, bližnje infrardeče opazovanje skozi en meter teleskopa bi imelo mejo difrakcije 2,5 ločne sekunde. Po drugi strani pa bi opazovanje modre svetlobe z istim teleskopom imelo mejo difrakcije 0,1 ločne sekunde.
Druge omejitve
Zemeljska atmosfera predstavlja optično oviro tudi za največji kopenski teleskop. Ko svetloba zvezd in planetov prehaja skozi ozračje, se lomi. To povzroči zamegljenost slike predmetov, imenovano "videnje". Da bi se izognili zapletom vida, veliki teleskopi so ponavadi nameščeni na gorskih vrhovih ali, kot v primeru vesoljskega teleskopa Hubble, v vesolja.