تلتقط التلسكوبات الراديوية الموجات الراديوية القادمة من الأجرام والظواهر الكونية، بدلاً من الاعتماد على الضوء المرئي الذي ترصده التلسكوبات البصرية. وتنتمي الموجات الراديوية والضوء المرئي معاً إلى الطيف الكهرومغناطيسي، لكن اختلاف أطوالهما الموجية يتطلب أجهزة استقبال وتصاميم هندسية متباينة.

تستخدم بعض التلسكوبات الراديوية عدداً من الأطباق المنفصلة والمترابطة بدلاً من الاعتماد على طبق واحد ضخم، وتُدمج إشاراتها لتعمل كما لو أنها جزء من تلسكوب افتراضي كبير. وتتحسن القدرة على تمييز التفاصيل كلما ازداد أكبر بُعد بين الأطباق، مع بقاء عوامل أخرى مهمة، مثل طول الموجة وتوزيع الهوائيات وجودة المعالجة.

تكون الموجات الراديوية التي يرصدها علم الفلك أطول كثيراً من موجات الضوء المرئي، ولذلك تحتاج التلسكوبات الراديوية إلى أطباق كبيرة للحصول على قدرة مناسبة على تمييز التفاصيل وجمع الإشارات الضعيفة. وقد يبلغ قطر الطبق الواحد عشرات الأمتار أو أكثر من ١٠٠ متر، وفقاً لطول الموجة والغرض العلمي والتصميم الهندسي.

تستخدم تقنية التداخل الراديوي البحري الموجات الراديوية المنعكسة عن سطح البحر لتحسين دقة الكاشف الراديوي الواحد، إذ يستفاد من انعكاس الإشارة على سطح الماء لتكوين قياس أكثر تفصيلاً من القياس الذي يوفّره المستقبِل منفرداً. ويمنح هذا الأسلوب قدرة أفضل على تمييز المصادر الراديوية ورصدها بدقة أعلى، مستفيداً من خصائص السطح العاكس للبحر في دعم عملية الرصد الفلكي.

تعتمد مصفوفات التلسكوبات الراديوية على تقنية تسمى قياس التداخل، وفيها تُجمع الإشارات التي تصل إلى أطباق متباعدة مع مراعاة الفروق الدقيقة في زمن وصولها. وتتيح هذه التقنية تكوين صور راديوية عالية الدقة، وقد تمنح شبكة موزعة عبر قارة أو عبر الأرض قدرة تمييز تقارب قدرة طبق افتراضي بحجم المسافة الفاصلة بينها.