Les grands télescopes tels que le Very Large Telescope du Cerro Paranal au Chili ou le télescope de Keck de l'observatoire du Maunea Kea à Hawaï ont produit de bien meilleures images que celles des astronomes amateurs grâce à deux améliorations : ils sont bien plus grands et de plus ils sont placés en hauteur, sur des montagnes.

Plus un miroir est grand, plus il collecte de la lumière. En effet, lorsque l'on multiplie le diamètre d'un télescope par deux, on multiplie son aire par quatre. Il reçoit donc quatre fois plus de lumière. C'est très intéressant pour les astronomes car plus un astre est éloigné, moins nous recevons de lumière de la part de cet astre, et parfois pas assez pour former une image. Ces grands télescopes permettent donc d'observer des objets très éloignés, mais aussi des objets très peu lumineux comme les comètes.

Le fait que ces télescopes soient en haute altitude est un avantage de plus : ils sont moins soumis aux altérations de l'atmosphère qu'en basse altitude. En effet, l'air est moins présent et la couche d'atmosphère plus mince à traverser, les perturbations sont donc moins importantes et les télescopes ont ainsi une image plus ponctuelle.

Enfin, ils sont en général placé loin des grandes villes et sont donc très peu sujets à la pollution lumineuse, cela permet de voir des objets plus faibles.