טלסקופ חלל הוא לוויין חישה מרחוק אשר צופה לא על כדור הארץ, אלא על אזורים רחוקים בחלל החיצון. לטלסקופ חלל יש כמה יתרונות בולטים על פני טלסקופים המוצבים על הקרקע. צפייה בחלל מטלסקופ המוצב על פני כדור הארץ תסבול מכמה הפרעות שלא קיימות בחלל: הפרעות שונות של אטמוספירת כדור הארץ, הגורמות לטשטוש התמונה ומדרדרות את איכותה, סנוור ממקורות אור על פני כדור הארץ או השפעות של מזג האוויר על תנאי הצפייה – למשל עננים או סופות אבק. כדור הארץ סובל גם מתופעת "זיהום אור" – השפעה של תאורה מלאכותית רבה שמשבשת את תנאי הראות. יתרון נוסף הוא שטלסקופ חלל יכול לצפות בסוגי קרינה כמו קרני X או קרינת גאמה, שנפלטים מהעצמים הנצפים ונבלעים על ידי האטמוספירה בדרכם לפני השטח של כדור הארץ.
ובכל זאת, לטלסקופ חלל יש גם חסרונות. קודם כול העלות שלו מאוד גבוהה ביחס לטלסקופ או למצפה כוכבים על כדור הארץ. מעבר לכך, העובדה שהוא רחוק מכדור הארץ מקשה על העניינים – כך קשה מאוד לתקן תקלות, להחליף חלקים מקולקלים וכו'. חוץ מזה, העובדה שהוא צריך להיות משוגר לחלל מכתיבה לו מגבלות מסוימות, שנובעות מהמגבלות או מהיכולות של משגרי הלוויינים – למשל מגבלה בקוטר המראה של הטלסקופ, שמשפיעה על איכות התצפית.
האסטרופיזיקאי האמריקני לימן שפיצר היה הראשון להציע את הרעיון של טלסקופ שיוצב בחלל החיצון, כבר ב-1946. אבל רק ב-1970 מומש הרעיון, עם שיגור טלסקופ החלל הראשון, אוהורו, שביצע תצפיות של קרינה מסוג קרני X. טלסקופ החלל הראשון שפעל בתחום האור הנראה שוגר ב-1990. זהו טלסקופ החלל האבל שהמשיך להיות פעיל גם רבע מאה לאחר שיגורו!