Ein Infrarotteleskop untersucht die von astronomischen Körpern emittierte Infrarotstrahlung (IR). Infrarotstrahlung ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellen. Dieser Teil des Spektrums kann grob in kürzere Nah-IR- und längere Fern-IR-Wellenlängen unterteilt werden. Herkömmliche optische Teleskope sind in der Lage, Beobachtungen im nahen IR-Bereich zu machen. Zur Beobachtung im fernen IR-Wellenlängenbereich werden normalerweise speziell entwickelte Infrarot-Teleskope verwendet.
Es gibt drei allgemeine Arten von Infrarot-Teleskopen, die sich nach ihrem Einsatzort unterscheiden. Erdbasierte Infrarot-Teleskope befinden sich in großen Höhen in trockenen Klimazonen. Infrarotstrahlung ist weniger energiereich als sichtbares Licht und wird besonders von atmosphärischem Wasserdampf absorbiert. Wenig Fern-IR-Strahlung durchdringt die Atmosphäre. Das James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) ist ein Infrarot-Teleskop, das am Mauna Kea Observatory auf Hawaii in einer Höhe von 13,425 Fuß (4092 m) gebaut wurde.
Infrarot-Teleskope aus der Luft erheben sich über einen größeren Teil der Erdatmosphäre. Ursprünglich wurden diese mit einem Ballon in die Luft getragen. Aktuelle Versionen sind in den Körpern von Düsenflugzeugen eingebaut. Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) ist in das Gehäuse einer Boeing 747 eingebaut. Dieses Gerät verfügt über einen 9 Fuß (2.7 m) großen Hauptspiegel.
Der Einsatz von Infrarot-Teleskopen im Weltraum beseitigt das Problem der atmosphärischen Absorption. Der Infrarot-Astronomische Satellit (IRAS) war das erste Weltraumteleskop, das den Himmel bei infraroten Wellenlängen vermessen konnte. Ein neueres weltraumgestütztes IR-Teleskop war der Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Es wurde 2009 gestartet und war bis 2011 im Einsatz. Weltraumgestützte Infrarot-Teleskope haben typischerweise eine kurze Lebensdauer, weil die benötigten Kühlmittel schnell aufgebraucht sind.
Das Herzstück jedes dieser Systeme ist ein astronomischer Spiegel, mit dem die Strahlung gesammelt und zu einem Beobachtungspunkt reflektiert wird. Bei der Beobachtung können verschiedene Instrumente verwendet werden, die gebräuchlichsten sind eine Infrarotkamera und Festkörper-Infrarotdetektoren. Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung und Implementierung eines Infrarot-Teleskops ist das Kühlproblem. Die Instrumentierung muss bis auf wenige Grad vom absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Bei wärmeren Temperaturen stört die Strahlung des Teleskops selbst die Beobachtung.
Der Zweck der Fern-IR-Beobachtung besteht darin, das aufzudecken, was im sichtbaren Licht nicht zu sehen ist. Staub- und Gaswolken in unseren eigenen und benachbarten Galaxien emittieren Fern-IR-Strahlung. Sternstuben können durch die Hitze sich zusammenziehender Protosterne entdeckt werden, bevor sie sichtbares Licht aussenden. Infrarotteleskope erweitern unser Sehvermögen über die sichtbaren Wellenlängen hinaus, genauso wie Radioteleskope es über das Infrarot hinaus erweitern.