1932年，美国无线电工程师卡尔·央斯基 (Karl Guthe Jansky，1905—1950)用无线电天线探测到来自银河系中心（人马座方向）的射电辐射，这标志着射电天文学的诞生，标志着人类打开了在传统光学波段之外进行观测的第一个窗口。

接收并分析来自太空的射电波的仪器统称为射电望远镜（radio telescope）。射电望远镜的结构主要由定向天线或天线阵，馈电线，高灵敏度接收机和记录仪或示波器等部分组成。天线或天线阵将收集到的天体电波，经过馈电线送到接收机上；接收机同收音机的原理相似，但它具有极高的灵敏度和稳定性，首先将微弱的天体电波高倍放大，再进行检波，让高频信号转变为低频形式，最后送到记录仪器上记录下来，或在示波器上显示出来。为了确定天体电波的强度，必须加一个强度已知的比较源（如噪声发生器或石墨热源），适当地将比较源讯号输入接收机进行比较，以便分析。射电望远镜通常按天线结构分几个类型，如抛物面天线，射电干涉仪，甚长基线干涉仪和综合孔径系统等。这些技术是20世纪60年代后发展起来的。1962年，英国剑桥大学的物理学家赖尔（Martin Ryle,1918-1984）发明了综合孔径射电望远镜，他也因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。综合孔径射电望远镜实现了由多个较小天线结构获得相当于大口径单天线所能取得的观测效果。

射电望远镜的广泛应用，导致天文学上的许多重大发现，如：类星体、脉冲星、星际分子以及微波背景辐射等等。