400年前，伽利略第一次用望远镜仰望夜空。他的发现开启了人类对宇宙的认识，揭示了太阳系的组成结构和运行方式。今天的望远镜已经有了长足的发展，通过红外线、紫外线、X射线和伽马射线，能看见从可见光到无线电再到毫米波的整个频谱范围，再次改变了我们对宇宙的认识。
在这部作品中，弗朗西斯·格拉汉—史密斯解释了如何利用这门技术更深入地了解宇宙的本质。他考察了地面上和宇宙飞船上的望远镜，分析了它们从行星、脉冲星到宇宙学的最新发现。大型研究团队和处理大量数据都是必需的，但越来越多的普通人也能分享做出新发现的兴奋之情，有些人甚至可以通过远程计算机技术加入其中。
观测天文学如今已变成国际协作，所有重大项目都是合作关系，最引人注目的是平方公里阵列射电望远镜项目，涉及来自100多个国家的天文学家，并在其中多个国家实际开展。本书涵盖了从伽利略时代一直到今天的望远镜发展史，介绍了天空中发生的大事小事。