Телескопи покращують нашу здатність бачити далекі предмети різними способами. По-перше, вони можуть зібрати більше світла, ніж наші очі. По-друге, за допомогою окуляра вони можуть збільшити зображення. Нарешті, вони можуть допомогти розрізнити предмети, які знаходяться близько. Це останнє вдосконалення називається роздільною здатністю телескопа. Загалом, роздільна здатність телескопа зростає із збільшенням діаметра телескопа.
Апарат, що збирає світло
Роздільна здатність телескопа залежить від діаметра апарату, що збирає світло, або об'єктива. У заломлюючому телескопі об'єктив є першою лінзою, через яку проходить світло. У дзеркальному телескопі об'єктив є основним дзеркалом телескопа. У телескопі Шмідта-Кассегрейна об'єктив також є основним дзеркалом. Зі збільшенням діаметра об'єктива телескопа роздільна сила збільшується.
Межа дифракції
Ступінь, в якій предмети можуть бути розрізні телескопом, називається межею дифракції. Межа дифракції описує найменшу кутову відстань між двома видимими об’єктами. Типовою одиницею цього вимірювання є дугова секунда. Межа дифракції обернено залежить від діаметра об'єктива телескопа. Отже, із збільшенням діаметра межа дифракції зменшується; ви можете вирішити дедалі менші об'єкти за допомогою більших телескопів.
Довжина хвилі та роздільна здатність
Межа дифракції залежить від довжини хвилі світла, що збирається. На більших довжинах хвиль межа дифракції збільшується. Іншими словами, ці зображення будуть не настільки чіткими, як джерела світла нижчої довжини хвилі для даного діаметра телескопа. Наприклад, ближнє інфрачервоне спостереження через однометровий телескоп мало б межу дифракції 2,5 дугових секунди. З іншого боку, спостереження синього світла через той самий телескоп мало б межу дифракції 0,1 дугової секунди.
Інші обмеження
Атмосфера Землі є оптичною перешкодою навіть для найбільшого наземного телескопа. Коли світло від зірок і планет проходить через атмосферу, воно заломлюється. Це спричиняє розмиття зображення об'єктів, відоме як "бачення". Щоб уникнути ускладнень зору, великі телескопи, як правило, розташовуються на вершинах гір або, як у випадку з космічним телескопом Хаббл, у простору.