تتألف التلسكوبات الفضائية من العديد من الأجزاء المكونة، من أهمها:
1. المرآة أو العدسات: تستخدم لجمع الضوء وتركيزه على الاستشعار عن بُعد.
2. الاستشعار: وهو العنصر الحساس الذي يتلقى الضوء ويحوّله إلى إشارة إلكترونية.
3. الهيكل: وهو الجسم الذي يدعم المرآة أو العدسات والأجهزة الأخرى.
4. تتبّع الموقع: وهي نظام يُستخدَم لتوجيه التلسكوب نحو الهدف المُراد دراسته.
5. الأجهزة الإلكترونية المضافة: تشمل أنظمة تحكم في الرصد والتحميل والتخزين وغيرها.
6. الأجهزة البصرية: تستخدم لتحديد الأهداف وتمتد من التلسكوبات البصرية البسيطة إلى الأشعة تحت الحمراء.