Nombre genérico con el que se define, en un sentido amplio, a los satélites artificiales diseñados específicamente para realizar observaciones astronómicas fuera de la atmósfera terrestre, bien en el rango de la luz visible, bien en cualquier otra región del espectro electromagnético, tales como los rayos infrarrojos, los ultravioleta, los X o los gamma. También son conocidos como Observatorios espaciales.

Las razones que justifican su construcción son básicamente las que buscan evitar las perturbaciones causadas por la atmósfera, ya que ésta resulta opaca a muchas de estas radiaciones mientras que la luz visible y parte de la infrarroja, a las que sí es transparente, se ven perturbadas al atravesarla, con una pérdida notable de resolución por parte de los telescopios tradicionales. Por esta razón los diferentes telescopios espaciales fueron diseñados para registrar una u otra -o varias- de estas regiones espectrales, razón por la que para enumerarlos quizá lo más intuitivo sea ordenarlos en función de la radiación investigada o, en el caso de que fueran varias, la correspondiente a su objetivo principal. En ocasiones sus misiones eran más específicas, tales como la detección de planetas extrasolares o el cartografiado de la esfera celeste.

Telescopios de microondas: COBE, WMAP, Planck Surveyor.

Telescopios infrarrojos: IRAS, ISO, Spitzer, Herschel, James Webb, WISE.

Telescopios de luz visible: Hubble, MOST.

Telescopios ultravioletas: Los cuatro de la serie Observatorio Astronómico Orbital -incluyendo el Copérnico-, Explorador Ultravioleta Internacional, WSO-UV.

Telescopios de rayos X: Uhuru, Exosat, Astro, Rosat, Einstein, Chandra, Newton.

Telescopios de rayos gamma: COS-B, Compton, Fermi (o Glast), Integral, Swift.

Telescopios solares: Soho, Stereo, Solar Dynamics Observatory, Hisaki.

Otros telescopios: Corot, Kepler, Hiparco.

Debido a su tamaño y equipamiento, mayores a los del resto, cuatro de ellos, pertenecientes a la NASA y cada uno de los cuales está especializado en una región específica del espectro, se agrupan bajo el nombre común de Grandes Observatorios. Éstos son el Spitzer, el Hubble, el Chandra y el Compton, todos los cuales excepto el Compton se encuentran actualmente en activo.