望遠鏡能夠探測到幾億光年甚至更遠距離的星體是因為這些星體發出的電磁波過幾億年傳遞到了地球，然後被天文望遠鏡觀測到。這裡只提及兩種望遠鏡，一種是光學望遠鏡，另一種是射電望遠鏡。

總的來說，兩種望遠鏡探測的都是電磁波，只不過二者探測的電磁波的頻率是不同的。光學望遠鏡探測的是可見光，即所謂的看到了星體本身；射電望遠鏡探測的是射電波，射電波屬於無線電波的一種，無線電波又是頻率比可見光低的電磁波。但是二者的具體探測方法也有所區別，以下會有具體分

光學望遠鏡觀測的光是由恆星發出的，但這其中許多恆星都早已不存在，我們看到的是幾十億年前發出的光。光學望遠鏡又分為反射式、反射式和折反射式天文望遠鏡。顧名思義，折射式望遠鏡的原理是利用凸透鏡的成像原理，看到的也是實像；反射式望遠鏡的原理是利用平面鏡反射，看到的是虛像；折反式望遠鏡是將二者結合在一起，看到的也是虛像。

再來看射電望遠鏡，它屬於專業的天文臺觀測使用的望遠鏡，它透過接受星體發出的射電波，然後記錄下關鍵的資料，包括天體射電的強度、頻譜、偏振等，同時還配備有專業的資訊處理系統對收集的資訊進行處理。在這樣的條件下，可以觀測到普通光學望遠鏡觀測不到的星體，比如脈衝星、類星體、星際有機分子等等。