Los radiotelescopios son útiles en astronomía porque las ondas de radio se pueden observar en cualquier momento del día o de la noche. Las ondas de radio tampoco están distorsionadas por la atmósfera de la Tierra ni por el gas y el polvo.
A diferencia de la luz visible, las ondas de radio no son absorbidas por las nubes, por lo que los astrónomos pueden hacer observaciones incluso durante las tormentas. Y mientras la luz de la Tierra distorsiona un poco la luz visible, las ondas de radio son tan largas que no se distorsionan, lo que brinda una imagen más precisa. Además, el sol produce muchas ondas en el espectro visible, pero no muchas ondas de radio. Debido a esto, los telescopios ópticos pueden operar solo por la noche, pero los radiotelescopios pueden operar día y noche.
La mayoría de los objetos en el universo emiten ondas de radio. Algunos son difíciles o imposibles de observar en diferentes partes del espectro de luz, porque el polvo y el gas absorben y distorsionan tantas otras longitudes de onda. En consecuencia, los radiotelescopios son la forma más conveniente en que los astrónomos pueden observar cosas como la formación de galaxias.
A partir de enero de 2015, se están haciendo planes para conectar una serie mundial de radiotelescopios para crear efectivamente un telescopio tan grande como la Tierra, llamado el Telescopio Horizon del Evento. Los astrónomos esperan usar el telescopio Event Horizon para observar el agujero negro en el centro de la galaxia Vía Láctea. Esto no sería posible en ninguna otra longitud de onda.