Fino al Seicento lo strumento principale di osservazione del cielo è stato l'occhio umano. I primi strumenti con letti apparvero in Olanda e nel 1609 Galileo Galilei puntò un cannocchiale verso il cielo osservando le macchie solari, la superficie lunare la Via Lattea risolta in stelle, e scoprì le fasi di Venere e i quattro satelliti di Giove. Nell'Ottocento la fotografia permise di fissare le immagini in modo permanente, permettendo di effettuare misurare precise sulle lastre fotografiche. Con il tempo furono accoppiati ai telescopi altri strumenti per lo studio della radiazione elettromagnetica in tutto lo spettro.