Los radiotelescopios son importantes en astronomía porque los telescopios ópticos solo pueden observar objetos que emiten o reflejan luz. Como la luz abarca solo un rango estrecho del espectro electromagnético, los radiotelescopios han jugado un papel vital en la obtención del conocimiento del universo.
Probablemente, el descubrimiento más importante hecho a través del uso de radiotelescopios ocurrió en 1963. Los astrónomos Robert Woodrow Wilson y Arno Penzias estaban experimentando con la antena Holmdel Horn, que seguía detectando interferencias. No pudieron encontrar ninguna razón mecánica o natural para el ruido de fondo persistente, pero encontraron una explicación teórica: la cantidad de radiación que estaban detectando coincidía con la radiación de fondo de microondas cósmica predicha por la teoría del Big Bang. Penzias y Wilson ganaron un Premio Nobel por su descubrimiento accidental.