接收天體射電波的儀器，統稱為射電望遠鏡。射電望遠鏡通常按天線的結構，分成幾個型別：拋物面天線射電望遠鏡、射電干涉儀、甚長基線干涉儀和綜合孔徑系統等。射電望遠鏡主要由定向天線或天線陣、饋電線、高靈敏度接收機和記錄儀或示波器組成。天線陣將收集到的天體電波，經過饋電線送到接收機上。這架接收機同日常收音機的原理相似，實質上也是個放大器，它首先將微弱的天體電波高倍放大，再進行檢波，讓高頻能量轉變為低頻形式，最後送到記錄儀器上記錄下來，或在示波器上顯示出來。為了要確定天體電波的強度，必須加一個強度已知的比較源，如噪聲發生器或石墨熱源，適當時將比較源訊號輸入接收機，以便比較。

射電望遠鏡就是天線，跟普通無線電接收天線原理一樣。

需要看到影象的話，這架望遠鏡必須有一定的解析度。解析度與觀測波長成反比，與望遠鏡口徑成正比。單天線的射電望遠鏡一般只能給出單個射電源的位置，天文學家利用這些位置來繪製全天的射電源分佈圖。如果要使成像效果與光學望遠鏡媲美，用的就是綜合孔徑射電望遠鏡，通俗上說就是多架天線同時觀測同一個目標，利用他們之間的距離差，提高望遠鏡的解析度，就能得到很好的成像效果。當然如果你像光學望遠鏡一樣用眼睛在接收器位置看那是什麼也看不到的，射電觀測波段離可見光波段還是有一定波長距離的。