說起天文望遠鏡的發明，世界公認的發明人是偉大的義大利物理學家、天文學家伽利略。但用玻璃透鏡組裝起來看清遠方的物體，這件事並不是伽利略第一個做的。讓我們回溯—下400多年前的歷史。
在歐洲，很早就有製造玻璃用具的歷史，近代來自歐洲的玻璃茶杯、吊燈、裝飾品等都是非常華麗的。後來有人用碎玻璃磨製各種形狀的鏡片，發現有些鏡片能放大物體，於是就出現了放大鏡和眼鏡等實用工具。到了16世紀，歐洲的眼鏡製造業已經非常成熟，尤其是荷蘭人，在製造玻璃透鏡方面很有技巧。1608年，荷蘭的一位眼鏡商人漢斯發現將兩塊玻璃透鏡疊在一起的時候，可以看清很遠的物體。於是，他就用一個長長的筒子把鏡片架起來用以觀景，稱之為「千裡鏡」。
這就是望遠鏡的雛形，跟以前的放大鏡和眼鏡（單片鏡）是不一樣的。兩片以上的鏡子組合，需要更多的技巧（當時人們還不知道原理），包括鏡片的形狀、曲率、組合的距離、準直，等等。在那個時候，能製作出這種「千裡鏡」的人很少，人們都覺得新鮮、好玩，所以消息很快傳播開來。
天文望遠鏡的發明1609年，義大利物理學家伽利略聽到了有關透鏡可以做成「望遠的鏡子」的傳聞，他非常好奇，就開始自己動手製造小望遠鏡。伽利略是一位科學家，他沒有致力於研製觀景用的望遠鏡，而是成功製作了一臺能夠看清天空中天體的「天文望遠鏡」，去觀看他曾經無數次仰望，產生過無限遐想的星空。
能夠看清天體的天文望遠鏡與地面上觀景用的望遠鏡，還是有區別的。雖然都能「望遠」，但這個「遠」差距非常大。一般我們觀景用的望遠鏡，雖說有人叫「千裡鏡」，但實際上是看不了「千裡」外的物體的，因為地球是彎曲的，幾十裡外的物體就看不見了。而一般天體都離我們非常遙遠，就是離我們最近的月亮，也遠在40萬千米之外。所以，製作天文望遠鏡的技術更加高超，也需要更多的知識背景。
伽利略把自己製作的第一臺天文望遠鏡指向星空，這個舉動是具有劃時代意義的，它標誌著人類開始進入了使用比眼睛更強大的裝備——天文望遠鏡，去探索宇宙中那些無窮無盡奧秘的新時代。在此之前的時間裡，人類都是用眼睛觀星，所看到的宇宙信息是非常有限的。
伽利略發現了「新」宇宙當伽利略把這架小望遠鏡指向天空的時候，望遠鏡裡出現的神奇景象如同萬花筒一樣。伽利略用這架望遠鏡觀看了月亮，他看到一輪皎潔如玉、銀盤似的月亮，變成了「醜陋不堪」的大花臉，月面上滿是高低起伏的山和坑坑窪窪的地；他又把望遠鏡對準銀河，肉眼看上去白茫茫似雲霧飄渺、掛在天空中的「牛奶路」，—下子就變成密密麻麻的星星點點啦（原來天上的銀河是星星聚集起來的）；當他把望遠鏡轉向行星，連續數日對木星進行觀察，他發現有4顆小星在環繞木星旋轉（這4顆木星的衛星後來就被命名為伽利略衛星）；當他觀察金星的時候，看到的不是最明亮的那個美麗的「維納斯」，而是類似新月一樣的一勾彎鐮；他還在太陽上發現了太陽黑子，證明太陽不是肉眼看到的那麼「完美」。
伽利略如實地記錄和手繪了自己看到的一切，又把他在望遠鏡中看到的天體的樣子都寫在一本叫做《星際信使》的書中。這本書向世人展示了幾千年來人們用肉眼從來沒有看到過的神奇景象，告訴人們他在望遠鏡裡看到的與肉眼看到的不一樣的「新」宇宙。這可是當時轟動世界的一件大事。人們不禁感嘆到：哥倫布發現了「新」大陸，伽利略發現了「新」宇宙。