تختلف أحجام التلسكوبات الفضائية بشكل كبير حسب الغرض الذي تستخدم له. ومع ذلك ، فإن أحجام التلسكوبات الفضائية الأكبر عادة ما تصل إلى أكثر من 15 مترًا في القطر ، والأصغر عادة ما تكون أقل من متر واحد في القطر.
يتم قياس حجم التلسكوب الفضائي بواسطة القطر الرئيسي للمرايا أو العدسات التي يستخدمها. على سبيل المثال ، إذا كان لدى التلسكوب الفضائي مرآة قطرها 10 أمتار ، فإنه سيكون أكبر بكثير من التلسكوب الفضائي الذي يستخدم مرآة قطرها 2 أمتار.
يتم تصميم التلسكوب الفضائي ليكون أكبر قدر ممكن ، لأن الحجم يحدد قدرته على جمع الضوء والتقاط الصور والمعلومات بدقة. ومع ذلك ، فإن تصميم التلسكوب الفضائي يتأثر أيضًا بالتكلفة والقدرة على وضعه في الفضاء ، حيث يجب أن يتحمل الظروف القاسية للفضاء.