1932年，央斯基以无线电天线探测到银河系中心的人马座方向发射的射电辐射，这代表着人类在传统光学波段之外研究天体的开端。

二战之后，射电望远镜促进了天文学的发展。20世纪60年代，天文学上的四大发现类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射都离不开射电望远镜。射电望远镜的进步推动了天文学的前进步伐。

1946年，英国曼彻斯特大学制造出直径是66.5米的固定式抛物面射电望远镜；1955年，再次制造出可转动抛物面射电望远镜，而且是当时世界上最大的射电望远镜。

20世纪60年代，美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径是305米的抛物面射电望远镜，它顺着山坡固定在地面上，所以无法转动，而且是全世界最大的单孔径射电望远镜。

1962年，赖尔发明了综合孔径射电望远镜，并以此获得了1974年的诺贝尔物理学奖。综合孔径望远镜可以让多个小天线结构获得一个大口径天线结构的功能。

20世纪70年代，德国在波恩附近建造了直径是100米的全向转动抛物面射电望远镜，它是全世界最大的可转动单天线射电望远镜。

20世纪80年代之后，欧洲的VLBI网、美国的VLBA阵、日本的空间VLBI陆续启用，它们代表着新一代射电望远镜，在灵敏度、分辨率、观测波段等方面都有了显著提高。其中，美国的超长基线阵列（VLBA）以10个抛物天线构成，长度是8000千米，从夏威夷一直到圣科洛伊克斯，精确度是哈勃太空望远镜的500倍，还是人类眼睛的60万倍。它的分辨率可以用一个类比解释，那就是让身处纽约的人阅读在洛杉矶的某张报纸。