Kính thiên văn không quang học kiểm tra ánh sáng từ bầu trời ở các bước sóng khác với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. Có nhiều loại khác nhau để nghiên cứu sóng vô tuyến tới, vi sóng, tia hồng ngoại và tia hồng ngoại gần, tia tử ngoại, Tia X và tia gamma.
Mỗi phần của quang phổ ánh sáng có thông tin mà không thể phát hiện được. Ví dụ, thiên văn học vô tuyến đã được sử dụng để tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất và chịu trách nhiệm cho việc phát hiện ra các sao xung. Thiên văn học vi sóng đã phát hiện ra nhiệt dư từ Vụ nổ lớn. Các kính thiên văn khác từ bỏ hoàn toàn quang phổ điện từ, thay vào đó tập trung vào việc phát hiện các hạt neutrino hoặc các hạt tích điện trong gió Mặt Trời. Mỗi phương pháp này đều mở ra một cơ hội mới về các nghiên cứu không gian và phát triển dữ liệu mà chỉ kính thiên văn quang học không bao giờ có thể làm được.
