Novērojumu astronomiju iedala pēc elektromagnētiskā spektra diapazona, kurā tiek veikti novērojumi: gamma astronomija, rentgenastronomija, ultravioletā astronomija, redzamās gaismas astronomija, infrasarkanā astronomija, submilimetru astronomija un radioastronomija. Katram diapazonam izmanto atšķirīga veida novērojumu metodes un teleskopus, kas ļauj pēc iespējas labāk reģistrēt tieši konkrēto starojuma veidu. Tā kā ne visu diapazonu starojums, piemēram, gamma, rentgena, ultravioletais un infrasarkanais, iet cauri Zemes atmosfērai (t. i., tā nav viscaur caurspīdīga), daži novērojumi ir iespējami, tikai novietojot teleskopus kosmosā – ģeocentriskās vai heliocentriskās orbītās. Lielākā daļa teleskopu uz Zemes stacionāri atrodas astronomiskajās observatorijās, kas izveidotas īpaši izvēlētās ģeogrāfiskās vietās un kuru ēkas veidotas konkrētiem novērojumu instrumentiem. Piemēram, optiskā diapazonā labi apstākļi parasti ir kalnos, bet mikroviļņu diapazonam vajag arī sevišķi sausu gaisu. Lielākās observatorijas ietver vairākus teleskopus, kas aprīkoti ar dažādu tehnoloģiju teleskopiem (piemēram, atšķirīga optiskā sistēma, montējums, starojuma uztvērējs, vadība), vai specializējas dažādos novērojumu veidos (piemēram, plaša vai šaura redzeslauka novērojumi, asteroīdu vai galaktiku novērojumi), vai arī spēj strādāt sinhroni pie viena objekta novērojumiem (piemēram, uztvertā signāla leņķiskās izšķirtspējas uzlabošana ar astronomiskā interferometra palīdzību). Observatorijas parasti veido vietās, kur ir labs astroklimats.