Ďalekohľad je optický prístroj na pozorovanie vzdialených predmetov pod väčším zorným uhlom, ako má oko. Skladá sa z dvoch sústav šošoviek. Prvou - objektívom - prichádza svetlo od pozorovaného objektu do ďalekohľadu a druhou - okulárom - pokračuje do oka. Vlastnosti šošoviek a zrkadiel zväčšovať a zmenšovať predmety poznali učenci už v staroveku, ale prvý ďalekohľad údajne objavil nie na základe ich poznatkov holandský optik - majster okuliarnický Jan Lippershey. Držal v ruke šošovku a pozoroval ju oproti oknu. Do druhej ruky vzal inú šošovku, aby sa cez ňu pozrel na prvú. S úžasom zistil, že kovový kohút na veži kostola, ktorý ukazoval smer vetra, sa k nemu priblížil. Rýchle zafixoval polohu šošoviek, osadil ich do rúrky a 2. 11. 1608 oznámil svoj vynález.

O tomto vynáleze sa náhodou dozvedel Galileo Galilei a deň nato navrhol konštrukciu ďalekohľadu. Jeho prvý ďalekohľad z r. 1609 zväčšoval 3x, ďalej ho však zdokonaľoval a r. 1610 skonštruoval nový, ktorý zväčšoval 23x. Jeho pomocou objavil Galilei mesiace pri planéte Jupiter, škvrny na Slnku a rotáciu Slnka, vrchy na Mesiaci a potvrdil správnosť Koperníkovho heliocentrického systému. Pretože sa o vynález ďalekohľadu okrem Lippersheya hlásia aj ďalší Holanďania, zvykne sa nazývať holandský alebo Galileov ďalekohľad. Objektívom na tomto type je spojná šošovková sústava a okulárom rozptylná sústava. Tento typ sa používa teraz len ako divadelný ďalekohľad.

Pretože v Galileovom ďalekohľade vstupuje do oka len malá časť lúčov, ktoré prešli objektívom, obraz je menej svetlý a tak nevyhovoval veľmi astronomickým účelom. J. Kepler, astronóm na pražskom kráľovskom dvore, navrhol preto r. 1630 nový typ ďalekohľadu. V tomto tzv. Keplerovom alebo hvezdárskom ďalekohľade je objektívom aj okulárom spojná šošovková sústava. Výhodou tohto typu ďalekohľadu je aj to, že umožňuje pozorovať predmet súčasne s malým objektom, umiestneným v spoločnom ohnisku objektívu a okulára. Môže to byť napr. stupnica na meranie, cieľová značka (kríž) a pod. Ďalekohľad dáva prevrátené obrazy. V astronómii to neprekáža, ale ruší to pri pozemskom pozorované. Na vzpriamenie obrazu sa preto využíva ešte jedna spojná sústava medzi objektívom a okulárom, prípadne systém dvoch hranolov, ktorých bočné steny sú postavené k sebe kolmo. Zdvojeným Keplerovým ďalekohľadom je triéder.

Keplerove ďalekohľady sa dnes používajú na špeciálne účely ako lovecké ďalekohľady, pozorovacie, zameriavacie, bývajú zabudované aj v rozličných prístrojoch - tu sa ich stupnica používa na odčítanie údajov. Pre potreby modernej astronómie sa už taktiež nehodia. Izák Newton zistil, že problémy šošovkových ďalekohľadov (alebo refraktorov) spočívajú v chromatickej chybe a navrhol využiť namiesto objektívu zrkadlo. Položil tak základ pre rozvoj zrkadlových ďalekohľadov. Svetelné lúče sa dutým zrkadlom odrazia do jeho ohniskovej roviny, ktorá je na tej istej strane ako pozorovaný objekt. Treba preto odrazené lúče odchýliť tak , aby sa mohol obraz pozorovať okulárom. V pôvodnej Newtonovej konštrukcii z r. 1671 bolo guľové zrkadlo vybrúsené z kovovej platne - zo zliatiny medi a cínu. Jeho ďalekohľad zväčšoval 38x. Lúče sa odchyľovali od okulára malým rovnám zrkadielkom kolmým na ich pôvodnú dráhu. V Cassegrainovom ďalekohľade, navrhnutom r. 1672, vkladá sa lúčom odrazeným od hlavného zrkadla do cesty malé vypuklé zrkadielko tak, aby ich odrazilo do okulára, ktorý je v strede hlavného zrkadla, uprostred prevŕtaného. Okrem týchto dvoch základných typov sa používa aj typ ďalekohľadu „coudé“ (franc. uhol , lakeť), v ktorom odrazené lúče viacnásobne mena svoj smer. Pôvodné Newtonovo guľové zrkadlo, vybrúsené z kovovej platne, postupne sa nahradilo rozličnými tvarmi - paraboloidom, či elipsoidom. Vyrába sa zo skla, na ktoré sa nanáša hliníkový povlak. Zrkadlo v moderných ďalekohľadoch má priemer niekoľko metrov.

Divadelný ďalekohľad

Najjednoduchšie ďalekohľady sú divadelné. Skladajú sa z dvoch malých ďalekohľadov umiestnených vedľa seba.

Poľovnícky ďalekohľad

Poľovnícky ďalekohľad je zložitejší ako divadelný. Je malý, no jeho približovaciu schopnosť zväčšuje sústava šošoviek a hranolov.
Šošovkový ďalekohľad

V prednej časti šošovkového hvezdárskeho ďalekohľadu sa nachádza veľká šošovka, ktorá láme, ohýba svetlo, aby sa vytvoril obraz vzdialeného objektu. V zadnej časti je šošovka okulára. Niektoré refraktory majú uprostred tretiu šošovku. Bez nej by bol obraz obrátený hore nohami.

Zrkadlový ďalekohľad

Väčšina astronómov pracuje so zrkadlovými hvezdárskymi ďalekohľadmi, ktoré sa najlepšie hodia na zachytávanie slabučkého svetla zo vzdialených hviezd. Veľké zakrivené zrkadlo zbiera svetlo a sústreďuje, koncentruje ho, aby sa vytvoril obraz. Menšie zrkadlo potom prenáša obraz na šošovku, ktorej sa hovorí okulár. Naň je často pripojený fotoaparát alebo elektronický detektor svetla.