'n Radioteleskoop word in die sterrekunde gebruik vir die opvang van radiogolwe uit die builenste ruimte. Slegs golwe met golflengtes tussen enkele millimeter en ongeveer 20 tot 30 m word deur die atmosfeer ingelaat en kan opgevang word. Aangesien die stralingsintensiteit besonder laag is, word enorme antennes of kombinasies van antennes vir die ontvangs van die radiogolwe gebruik. Die definisievermoë en gevoeligheid van 'n radioteleskoop kan vergroot word deur dit in kombinasie met een of meer ander radioteleskope te gebruik.
Die grootste gedeelte van die elektromagnetiese straling uit die ruimte word deur die aarde se atmosfeer geabsorbeer of gereflekteer. Die atmosfeer is slegs vir twee golflengtegebiede deurdringbaar, naamlik vir golflengtes tussen 400 en 800 nm (die optiese venster) en vir golflengtes tussen enkele millimeter en 20 tot 30 m (die radiovenster). Vir waarneming in die eerste gebied word die optiese teleskoop en vir waarneming in die tweede gebied die radioteleskoop gebruik. Die intensiteit van die radiogolwe wat op aarde opgevang word, is uiters gering.
Die sterkte van die golwe wat van die Andromedanewel afkomstig is, is byvoorbeeld slegs 1/200 000 van die sterkte van die sigbare lig wat uit die sterrestelsel afkomstig is. Om hierdie swak radiostraling te kan registreer, moet 'n teleskoop se antenne soms enorm groot wees. Die antenne het gewoonlik 'n paraboliese (holronde) weerkaatser wat die golwe op die aktiewe element in die brandpunt van die parabool konsentreer.
Om vir die beweging van die aarde te kompenseer, word 'n radioteleskoop so gemonteer dat dit kan draai. By kleinerteleskope word ʼn parallaktiese monteerstelsel (soos by sommige optiese teleskope) gebruik. Dit het slegs een as, die poolas, wat tydens die volging van 'n hemelliggaam aangedryf word. Vir groot en swaar radioteleskope is hierdie konstruksie nie prakties nie en sulke radioteleskope het meestal 'n asimutale montering. Hiervoor word twee asse (die hoogte-as en die asimut-as) teen veranderbare snelhede aangedryf.
Een van die grootste radioteleskope wat in alle rigtings geroteer kan word, word by die Max Planck-instituut vir radio-astronomie in die Eifelgebergte in Duitsland gebruik. Die weerkaatser het 'n deursnee van 100 m. Soms is dit voldoende om beweging in slegs een rigting te hê. Die teleskoop beweeg dan om ʼn ooswes-gerigte hoogte-as sodat slegs meridionale waarnemings gedoen kan word. So 'n teleskoop word byvoorbeeld by die National Radio Astronomy Observatory te Green Bank (Wes-Virginië) in die VSA gebruik. Van die heel groot radioteleskope, soos byvoorbeeld die een met ʼn 330-m-weerkaatser by die Arecibo-sterrewag in Porto Rico is onbeweegbaar. Dit het egter ʼn bolvormige weerkaatser, en aangesien die antenne met behulp van kabels beweegbaar opgehang is, kan 'n gebied van ongeveer 200 rondom die senit (hoogste punt) waargeneem word.