Ένα διαστημικό τηλεσκόπιο ή διαστημικό παρατηρητήριο είναι ένα τηλεσκόπιο που βρίσκεται στο εξώτερο διάστημα και χρησιμοποιείται για την παρατήρηση αστρονομικών αντικειμένων. Τα πρώτα τέσσερα διαστημικά τηλεσκόπια των ΗΠΑ (Αστρονομικά Παρατηρητήρια σε Τροχιά, Orbiting Astronomical Observatories) τέθηκαν σε τροχιά από το 1966 ως το 1972. Το σοβιετικό Ωρίων 1, από τα πρώτα τηλεσκόπια υπεριώδους ακτινοβολίας, τοποθετήθηκε στο διαστημικό σταθμό Σαλγιούτ 1 το 1971. Τα παρατηρησιακά δεδομένα των διαστημικών τηλεσκοπίων δεν υπόκεινται στο ατμοσφαιρικό φιλτράρισμα και την παραμόρφωση (σπινθηρισμός) της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και δεν επηρεάζονται από τη φωτορύπανση που αντιμετωπίζουν τα συμβατικά επίγεια τηλεσκόπια. Τα διαστημικά τηλεσκόπια περιλαμβάνουν τους δορυφόρους που χαρτογραφούν ολόκληρο τον ουρανό και εκείνους που εστιάζουν σε επιλεγμένα αστρονομικά αντικείμενα ή παρατηρούν μια ορισμένη περιοχή του ουρανού. Διαφέρουν από τους δορυφόρους απεικόνισης της Γης, οι οποίοι είναι στραμμένοι προς τη Γη και χρησιμοποιούνται για ανάλυση των καιρικών συνθηκών, κατασκοπεία και άλλους τύπους συλλογής πληροφοριών .

Ήδη από το 1837, ο τραπεζίτης και ερασιτέχνης αστρονόμος Βίλχελμ Μπέερ έθεσε από κοινού με τον Γερμανό αστρονόμο Γιόχαν Χάινριχ φον Μέντλερ το ζήτημα της εγκατάστασης ενός αστρονομικού παρατηρητηρίου στη Σελήνη, σε θεωρητικό, βέβαια, επίπεδο.^[1] Το 1946 ο Αμερικανός θεωρητικός αστροφυσικός Λίμαν Σπίτζερ πρότεινε την εκτόξευση ενός τηλεσκοπίου στο διάστημα τονίζοντας ότι ένα τέτοιο όργανο παρατήρησης δεν θα παρεμποδιζόταν από την ατμόσφαιρα της Γης.^[2] Το όραμα του Σπίτζερ τελικά υλοποιήθηκε με το Αστρονομικό Παρατηρητήριο σε Τροχιά – 2 Σταργκέιζερ (OAO – 2 Stargazer), το πρώτο διαστημικό τηλεσκόπιο που λειτούργησε επιτυχώς και εκτοξεύθηκε το Δεκέμβριο του 1968 από τη NASA.

Οι αστρονομικές παρατηρήσεις των επίγειων τηλεσκοπίων περιορίζονται από τον σπινθηρισμό και το ατμοσφαιρικό φιλτράρισμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.^[3] Εντούτοις, ένα τηλεσκόπιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη και έξω από την ατμόσφαιρά της, δεν επηρεάζεται από τα προαναφερθέντα ζητήματα ή από τη φωτορύπανση των επίγειων τεχνητών πηγών φωτός. Ως αποτέλεσμα, η γωνιακή ανάλυση των διαστημικών τηλεσκοπίων είναι συχνά πολύ υψηλότερη από την ανάλυση ενός επίγειου τηλεσκοπίου με παρόμοια τιμή διαφράγματος.^[4] Ωστόσο, τα πολύ μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια μετριάζουν την επίδραση της ατμόσφαιρας στις μετρήσεις με κατάλληλα διορθωτικά συστήματα οπτικής.^[5]

Τα διαστημικά τηλεσκόπια υπερτερούν στη λήψη σημάτων συχνότητας εκτός του οπτικού παραθύρου και του παραθύρου ραδιοσυχνοτήτων, που αποτελούν τις μόνες δύο περιοχές μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που δεν εξασθενούν κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα (εν πολλοίς και οι υπεριώδεις και οι υπέρυθρες ακτίνες φράσσονται). Επί παραδείγματι, η αστρονομία ακτίνων Χ είναι σχεδόν αδύνατο να διενεργηθεί από την επιφάνεια της Γης και έχει αποκτήσει τη σημερινή της σημαντικότητα χάρη στα τηλεσκόπια ακτίνων Χ που βρίσκονται σε τροχιά, όπως το παρατηρητήριο Τσάντρα και το παρατηρητήριο XMM-Νεύτων.

Η κατασκευή των διαστημικών τηλεσκοπίων είναι αρκετά ακριβότερη από εκείνη των επίγειων παρατηρητηρίων. Ακόμα, τα διαστημικά τηλεσκόπια είναι εξαιρετικά δύσκολο να συντηρηθούν, καθόσον βρίσκονται αρκετά μακριά από τη Γη. Για παράδειγμα, το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, που εκτοξεύτηκε στις 24 Απριλίου 1990 από το Διαστημικό Λεωφορείο Ντισκάβερι (STS-31), σχεδιάστηκε ούτως ώστε να επιδέχεται επιδιόρθωση εκ του σύνεγγυς από επανδρωμένες αποστολές.^[6][7] Εντούτοις, όταν το καλοκαίρι του 2021 υπέστη αποσυντονισμό των εσωτερικών συστημάτων επικοινωνίας του και δεν ήταν εφικτή η επιδιόρθωση από κάποια αποστολή, οι τεχνικοί της NASA κλήθηκαν να επιλύσουν το πρόβλημα εξ αποστάσεως.^[8][9]

Έως τώρα, έχουν εκτοξευθεί αρκετά διαστημικά τηλεσκόπια από διαστημικούς οργανισμούς όπως η NASA, ο ISRO, ο ESA και άλλοι. Από το 2018, πολλά διαστημικά παρατηρητήρια έχουν ήδη ολοκληρώσει τις αποστολές τους, ενώ άλλα συνεχίζουν να λειτουργούν ολοκληρώνοντας πολλά έτη προσφοράς στην αστρονομία.^[10] Ωστόσο, η μελλοντική διαθεσιμότητα διαστημικών τηλεσκοπίων εξαρτάται από την έγκαιρη και επαρκή χρηματοδότηση, με αρκετούς επιστήμονες να εκφράζουν την ανησυχία τους για την απώλεια ορισμένων τηλεσκοπίων χωρίς την έγκαιρη αντικατάστασή τους από άλλα, γεγονός που θα οδηγούσε στην απουσία εικόνας μέρους του ουρανού.^[11] Σε αυτήν την κατεύθυνση, η NASA εκτόξευσε το ικανότατο διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ τον Δεκέμβριο του 2021, με σκοπό την εξασφάλιση διαδόχου για το κορυφαίο διαστημικό παρατηρητήριο Χαμπλ.^[12]