Ein Radioteleskop ist eine Anlage zur Erfassung von Radiowellen. Sie besteht aus einer großen parabolisch geformten Metallfläche, die als Hohlspiegel verwendet wird und einer mittig angebrachten Antenne, welche die Signale gebündelt empfängt. Mehrere solcher Parabolantennen können auch in Reihe geschaltet werden um den Empfang wesentlich zu verbessern, dann entsteht ein so genanntes Array. Eines der größten Arrays, das "Very Large Array" besteht aus 27 beweglichen Teleskopen mit jeweils 25 Metern Durchmessern und steht in den USA.

Unterschieden werden beim Radioteleskop zwischen beweglichen und unbeweglichen Konstruktionen. Ein unbewegliches Radioteleskop kann nicht gedreht werden, daher ist die Parabolantenne auf den optimalen Punkt, den Zenit ausgerichtet. Solch ein Teleskop ist in der Regel wesentlich größer als eine bewegliche Anlage und in eine natürliche Umgebung eingebettet. Das größte Teleskop dieser Bauart steht in Russland und hat einen Durchmesser von 576 Metern. Ein bewegliches Teleskop hingegen ist wesentlich kompakter, wird mit Hilfe einer Zwei-Achsen Hydraulik bewegt und kann somit die gesamte Hemisphäre "belauschen".

Die Größe des Teleskops ist nicht alleinig entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit der Anlage. Vielmehr spielen auch die Empfindlichkeit der Empfangsantenne und der Bereich der empfangbaren Wellenlängen eine große Rolle. Dabei gilt die Faustregel: Große Teleskope empfangen eher Wellenlängen im Meter- und Zentimeterbereich, während kleinere Anlagen Wellenlängen im Millimeterbereich empfangen können.

Neben der Beobachtung von Himmelskörpern dienen Radioteleskope vor allem dazu, Daten von entfernten Raumsonden, wie den Voyager Sonden oder den Viking Sonden zu empfangen und auszuwerten sowie der Suche nach außerirdischen Intelligenzen (SETI Programm). Um in Zukunft noch tiefer in den Weltraum schauen zu können sind Teleskope und Arrasy auf dem Mond und in der Umlaufbahn der Sonne geplant. Dort finden sich, vor allem durch das Nichtvorhandensein von Atmosphäre wesentlich idealere Bedingungen zum Empfang von Radiowellen.

Daneben befindet sich auch auf der Erde gerade ein "Square Kilometre Array" genanntes Radioteleskop in Entwicklung, welches, nach Fertigstellung die Leistungsfähigkeit herkömmlicher Anlagen um das 50fache übersteigen soll. Das SKA wird auf der südlichen Hemisphäre gebaut und von einem Verbund aus 19 Ländern finanziert und betrieben werden. Baubeginn soll im Jahr 2013 sein und die Fertigstellung ist für das Jahr 2022 geplant. Dann werden auch erst die für die enormen Datenmengen notwendigen Rechnerkapazitäten entwickelt sein.