Oggi i telescopi più avanzati al mondo hanno caratteristiche eccezionali. Alcuni utilizzano la tecnologia degli specchi segmentati e hanno un'apertura enorme, come il GTC (Gran Telescopio Canarias) da 10,4 metri situato a La Palma, nelle Isole Canarie, e i due telescopi Keck da 10 metri alle Hawaii. Altri, pur non avendo un'apertura molto grande, funzionano in modo coordinato, equivalendo a un telescopio enorme. È il caso dei 4 telescopi da 8,2 metri e dei 4 da 1,8 metro dell'ESO, che insieme offrono una capacità di raccolta della luce equivalente a un telescopio da 16 metri, con una risoluzione 25 volte superiore rispetto a un singolo telescopio.
Quali saranno i telescopi della prossima generazione? Come erede della tecnologia degli specchi segmentati, il TMT (Thirty Meter Telescope) in costruzione dal 2020 avrà un'apertura di 30 metri, composta da 492 specchi segmentati. L'E-ELT (European Extremely Large Telescope), invece, sarà composto da 798 specchi segmentati e avrà un'apertura di 39,3 metri, equivalente a metà di un campo da calcio. Questa enorme capacità di raccolta della luce sarà 15 volte superiore a quella dei telescopi ottici più grandi di oggi. Anche il modello di collaborazione tra più telescopi si sta sviluppando, come nel caso del GMT (Giant Magellan Telescope), il cui specchio primario sarà composto da 7 specchi segmentati da 8,4 metri, con una capacità di raccolta della luce equivalente a un'apertura di 21 metri e una risoluzione equivalente a un'apertura di 24 metri.
Dopo il completamento del telescopio LAMOST in Cina, i telescopi di grandi dimensioni e con un ampio campo visivo sono sempre più apprezzati. Il telescopio LSST attualmente in costruzione sarà uno dei più importanti. Questo telescopio, dotato di uno specchio primario da 8,4 metri, avrà un campo visivo di 3,5°. Adotta un design unico, con uno specchio primario e due specchi secondari, uno in più rispetto ai telescopi tradizionali. Sebbene lo specchio secondario aggiuntivo riduca l'apertura effettiva del telescopio, amplia notevolmente il suo campo visivo. Il telescopio LSST effettuerà survey fotometriche e scoprirà nuovi oggetti celesti.

