望遠鏡是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學器件觀測遙遠物體的光學儀器。利用通過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進入小孔並會聚成像，再經過一個放大目鏡而被看到。又稱“千里鏡”。
望遠鏡的第一個作用是放大遠處物體的張角，使人眼能看清角距更小的細節。望遠鏡第二個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使觀測者能看到原來看不到的闇弱物體。
1608年荷蘭人漢斯·利伯希發明了第一部望遠鏡。1609年義大利佛羅倫薩人伽利略·伽利雷發明了40倍雙鏡望遠鏡，這是第一部投入科學應用的實用望遠鏡。
望遠鏡是一種用於觀察遠距離物體的目視光學儀器，能把遠物很小的張角按一定倍率放大，使之在像。
空間具有較大的張角，使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。所以，望遠鏡是天文和地面觀測中不可缺少的工具。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學系統。根據望遠鏡原理一般分為三種。一種通過收集電磁波來觀察遙遠物體的電磁輻射的儀器，稱之為無線電望遠鏡，在日常生活中，望遠鏡主要指光學望遠鏡，但是在現代天文學中，天文望遠鏡包括了無線電望遠鏡，紅外望遠鏡，X射線和伽馬射線望遠鏡。天文望遠鏡的概念又進一步地延伸到了引力波，宇宙射線和暗物質的領域。
日常生活中的光學望遠鏡又稱“千里鏡”。它主要包括業餘天文望遠鏡，觀劇望遠鏡和軍用雙筒望遠鏡。