任何波段的望遠鏡都僅僅是一個寬波段的能量聚集器。為了深入了解天體的物理和化學特性，常常必須獲得有關的頻譜信息，因此必須在望遠鏡的後面附加各種頻譜儀。
寬波段成象
任何波段的望遠鏡都僅僅是一個寬波段的能量聚集器。為了深入了解天體的物理和化學特性，常常必須獲得有關的頻譜信息，因此必須在望遠鏡的後面附加各種頻譜儀。在21世紀人們將發展出一些嶄新的頻譜分析儀器，如全息頻譜儀和三維頻譜儀。還會大大改進多目標光譜儀和高精度光譜儀（測視向速度）。為此將推廣使用體位全息光柵，第三代低色散光譜儀加體位全息光柵，可以使定向波長處的光效率達到0.9以上。
無論是寬波段直接探測或是進行頻譜分析，都必須在望遠鏡或頻譜儀之後加上靈敏的檢測器。在光學波段是高量子效率的快讀出電荷耦合器（CCD），還必須加拼接技術以獲得大面積高效率。對大天區光譜巡天望遠鏡,需要9×9×2048見方的CCD。如果要求0.1秒角解析度，就要90×90×2048見方的CCD。西方計畫中最大的CCD有256兆個象數，是歐洲南天天文台為配合甚大望遠鏡而建造的大視場成象巡天望遠鏡（VST）準備的CCD。
對較長的紅外波段，已發展出2048見方的紅外CCD，21世紀還會向更大的檢測面積和更快的讀出速度及更小的讀出噪聲方向發展。
