Os radiotelescópios são importantes na astronomia porque os telescópios ópticos só podem observar objetos que emitem ou refletem luz. Como a luz compreende apenas uma faixa estreita do espectro eletromagnético, os radiotelescópios têm desempenhado um papel vital na obtenção de conhecimento do universo.
Provavelmente, a descoberta mais importante feita com o uso de radiotelescópios ocorreu em 1963. Os astrônomos Robert Woodrow Wilson e Arno Penzias estavam fazendo experiências com a Antena Holmdel Horn, que continuamente captava interferências. Eles não conseguiram encontrar nenhuma razão mecânica ou natural para o ruído de fundo persistente, mas encontraram uma explicação teórica: a quantidade de radiação que estavam detectando correspondia à radiação cósmica de fundo em micro-ondas prevista pela teoria do Big Bang. Penzias e Wilson ganharam um Prêmio Nobel por sua descoberta acidental.
