تختلف التلسكوبات الفضائية عن التلسكوبات الأرضية من حيث موقعها وظروف العمل فيها.
التلسكوبات الفضائية تعمل في الفضاء الخارجي وتدار عن طريق شركات فضائية مثل ناسا أو الوكالات الفضائية الأخرى. وعندما يتم وضع التلسكوب الفضائي في الفضاء الخارجي، يتم بذلك إزالة التأثيرات الجوية و التلوث البصري المتراكم في الغلاف الجوي وهو ما يؤثر بشكل كبير على جودة الصورة التي يلتقطها التلسكوب.
من ناحية أخرى، التلسكوب الأرضي يتم تشغيله على سطح الأرض ويتأثر بمجموعة من العوامل مثل حركة الأرض، درجة الحرارة، الرطوبة، وحركة الرياح القوية و التلوث البصري. وبسبب العوامل التي تؤثر على جودة الرؤية، قد يصبح التصوير الفضائي أكثر وضوحًا ودقة من التصوير من التلسكوبات الأرضية في العديد من الحالات.
هناك أيضًا فوائد ثانوية للتلسكوبات الفضائية، مثل قدرتها على رصد الأشعة السينية والأشعة تحت الحمراء من الأجسام الكونية، والتي لا يمكن رؤيتها من قبل التلسكوبات الأرضية بسبب العوامل المذكورة سابقًا. يعمل التلسكوب الفضائي وفق مبدأ محدد، حيث يتم تعريض سطح مرآة تلسكوب الفضائي للطاقة الإشعاعية ومن ثم إلتقاط الصورة بواسطة أجهزة الاستشعار ويتم تحويلها إلى صورة النهائية.