物鏡口徑與分辨本領
物鏡口徑與望遠鏡的分辨本領有直接的關係。天文望遠鏡中剛剛能夠區分開兩個星點的角距離叫做分辨角，用希臘字母δ表示，採用弧度做單位。分辨角越小，表示越能分辨出靠得近的天體。分辨角與物鏡口徑的關係（瑞利關係）是：
公式其中λ是入射光的波長，D是望遠鏡的物鏡口徑。
上式僅僅是望遠鏡理論上能夠達到的分辨角的極限。實際上由於大氣湍流、望遠鏡鏡片本身的形狀偏差等原因望遠鏡很少能夠到達此理論值。
從上式中可以看出，物鏡口徑越大，分辨角越小，望遠鏡的分辨本領越高，分辨出天體細節的能力越強。此外，望遠鏡的口徑越大，收集到的光越多，從而能夠看到越為暗弱的天體。基於以上原因，現代的大型望遠鏡都以追求大的物鏡口徑為主要目標。
建造大口徑的望遠鏡
20世紀90年代之前，世界上口徑最大的望遠鏡是位於蘇聯高加索山上的特殊天體物理天文台的6米口徑望遠鏡。然而許多人認為，由於工藝的原因，它的實際效果不及當時的世界第二大望遠鏡——美國帕洛瑪山上的口徑為5.08米（200英寸）的海爾望遠鏡。
20世紀90年代以後，世界各國相繼建造了一批口徑達到8-10米的望遠鏡。比較著名的有：位於美國夏威夷莫納克亞山上的兩台10米口徑的凱克望遠鏡，歐洲南方天文台建造的、位於智利的4台8米口徑的甚大望遠鏡(VLT)。著名的哈勃太空望遠鏡的口徑為2.4米。
等效口徑
如果把幾台望遠鏡接受的光合併起來，其效果往往可以遠遠勝過一台單一的望遠鏡，這時候通常採用“等效口徑”衡量望遠鏡的實際效果。例如，由4台8米口徑望遠鏡組成的甚大望遠鏡(VLT)相當於一台等效口徑為16米的望遠鏡。
