Ze względu na zakłócający wpływ atmosfery ziemskiej, ograniczający jakość uzyskiwanych obrazów, teleskopy umieszcza się w obserwatoriach położonych wysoko w górach, jak również w przestrzeni kosmicznej (największym teleskopem kosmicznym jest umieszczony w 2021 r. na orbicie okołoziemskiej Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba). Jednak ponieważ wielkość teleskopów umieszczanych w kosmosie ograniczona jest dostępnymi środkami transportowymi, a serwisowanie ich na orbicie niezwykle skomplikowane (czego dowiodła misja teleskopu Hubble’a), od wielu lat poszukuje się innych rozwiązań, mających na celu eliminowanie zakłócającego wpływu atmosfery. Najważniejszym osiągnięciem w tej dziedzinie jest zastosowanie cienkich luster, których kształt jest w czasie rzeczywistym korygowany tak, by anulować zniekształcenia fali światła docierającej do powierzchni lustra. Systemy takie, określane jako układy optyki adaptatywnej, pozwalają obecnie w przypadku największych teleskopów, takich jak Large Binocular Telescope, osiągać rozdzielczość trzydziestokrotnie przewyższającą możliwości HST. Są jednak obszary, które wymagają umieszczenia teleskopów poza atmosferą.