Некоторые явления во Вселенной, которые можно наблюдать только с помощью радиотелескопа:

• Далёкие события. 1 Эффект красного смещения смещает длину волны фотонов в радиодиапазон. 1 Например, свет от звёзд, находящихся в тысячах миллионов световых лет, доходя до точки наблюдения, имеет частоту радиодиапазона. 1
• Объекты за туманностями. 1 Видимый свет через них не проходит, но проходят радиоволны, что позволяет наблюдать, например, остатки от взрыва сверхновых. 1
• Реликтовое излучение. 12 Оно полностью находится в радиодиапазоне и подтверждает теорию Большого взрыва. 2
• Распространение нейтрального водорода. 1 Этот газ составляет более половины массы межзвёздного вещества галактики и излучает исключительно на длине волны 21 см. 1

Также с помощью радиотелескопов можно обнаружить облака аксионов вокруг нейтронных звёзд, что, по гипотезе учёных, может указывать на присутствие тёмной материи. 5