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。

接收并研究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），适当将比较源讯号输入接收机以便比较。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。

上世纪六十年代，美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径达305米的抛物面射电望远镜（如下图，另外教科社《物理》九年级上册也以这一具有划时代意义的设施作为封面），它是顺着山坡固定在地表面上的，不能转动，这是世界上最大的单孔径射电望远镜。

1962年，Ryle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效果。

1967年Broten等人第一次记录到了VLBI干涉条纹。

上个世纪七十年代，联邦德国在玻恩附近建造了100米直径的全向转动抛物面射电望远镜，这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。

上世纪八十年代以来，欧洲的VLBI网（EVN），美国的VLBA阵(vlba.jpg)，日本的空间VLBI（VSOP）相继投入使用，这是新一代射电望远镜的代表，它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。

中国科学院上海天文台和乌鲁木齐天文站的两架25米射电望远镜作为正式成员参加了美国的地球自转连续观测计划（CORE）和欧洲的甚长基线干涉网（EVN），这两个计划分别用于地球自转和高精度天体测量研究（CORE）和天体物理研究（EVN）。这种由各国射电望远镜联合进行长基线干涉观测的方式，起到了任何一个国家单独使用大望远镜都不能达到的效果。

目前国际上将联合发展接收面积为1平方公里的低频射电望远镜阵（SKA），该计划将使低频射电观测的灵敏度约有两个量级的提高，有关各国正在进行各种预研究。

射电望远镜为射电天文学的发展起了关键的作用，比如：六十年代天文学的四大发现，类星体，脉冲星，星际分子和宇宙微波背景辐射，都是用射电望远镜观测得到的。射电望远镜的每一次长足的进步都会毫无例外地为射电天文学的发展树立一个里程碑。