Дизајн
Инфрацрвени телескопи користе у основи исте компоненте и следе исте принципе као телескопи видљиве светлости; наиме, нека комбинација сочива и огледала сакупља и фокусира зрачење на детектор или детекторе, чији се подаци рачунаром преводе у корисне информације. Детектори су обично колекција специјализованих чврстих дигиталних уређаја: најчешће коришћени материјал за њих је суперпроводничка легура ХгЦдТе (живин кадмијум телурид). Да би се избегла контаминација из околних извора топлоте, детектори се морају хладити криогеном као што је течни азот или хелијум на температуре приближне апсолутној нули; свемирски телескоп Спитзер, који је при лансирању 2003. године био највећи свемирски инфрацрвени телескоп икада, хлади се на -273 Ц и прати иновативну хелиоцентричну орбиту која вуче Земљу, чиме избегава рефлектовану и аутохтону топлоту Земља.
Врсте
Водена пара у Земљиној атмосфери апсорбује већину инфрацрвеног зрачења из свемира, тако да земаљски инфрацрвени телескопи морају бити постављени на великој надморској висини и у сувом окружењу да би били ефикасни; опсерваторије у Мауна Кеа, на Хавајима, налазе се на надморској висини од 4205 м. Атмосферски ефекти се смањују постављањем телескопа на високолетеће летелице, техником која се успешно користи на Куиперовој ваздушној опсерваторији (КАО), која је деловала од 1974. до 1995. године. Ефекти атмосферске водене паре су, наравно, потпуно елиминисани у свемирским телескопима; као и код оптичких телескопа, свемир је идеално место за обављање инфрацрвених астрономских посматрања. Први орбитални инфрацрвени телескоп, Инфрацрвени астрономски сателит (ИРАС), лансиран 1983. године, повећао је познати астрономски каталог за око 70 процената.
Апликације
Инфрацрвени телескопи могу да открију превише хладне предмете, па је премало да би их се могло посматрати у видљивом светлу, попут планета, неких маглина и смеђих патуљастих звезда. Такође, инфрацрвено зрачење има веће таласне дужине од видљиве светлости, што значи да може проћи кроз астрономски гас и прашину, а да се не расеје. Дакле, објекти и подручја заклоњени од погледа у видљивом спектру, укључујући центар Млечног пута, могу се посматрати у инфрацрвеној мрежи.
Рани свемир
Стално ширење универзума доводи до појаве црвеног померања, што узрокује да зрачење звезданих објеката има све веће таласне дужине што је даље од Земље. Тако се до тренутка када стигне на Земљу већи део видљиве светлости удаљених објеката пребацио у инфрацрвену светлост и инфрацрвени телескопи могу да је открију. Долазећи из врло удаљених извора, овом зрачењу је требало толико времена да стигне до Земље да је и било први пут емитована у раном универзуму и тако пружа увид у ово витално астрономско раздобље историја.