20世纪30年代以来，射电天文学异军突起，迅速地描绘出宇宙的新图景。它的显著成就是在60年代相继作出了类星体、脉冲星、3K微波背景辐射和星际有机分子等4大发现。
最早用射电望远镜发现的是类星体，它离我们几十亿到上百亿光年之远。它的体积很小，而能量却大得惊人。它的能量比我们所处银河系的能量大100倍左右。到了60年代末期，一共发现了150余个类星体。
3K微波背景辐射是在解决无线电卫星通信问题时发现的。1964年，美国贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊在检查卫星通信的一次偶然机会里发现了一种波长在8.2毫米到73.5毫米范围的辐射，后经科学家们测定，认为这种辐射对应的绝对温度为2. 7K到3K，因而笼统地称为3K微波背景辐射，它在宇宙中普遍存在。
　　1932年中子发现后，苏联物理学家朗道就预言宇宙中存在一种中子星。1967年，剑桥大学的射电天文学家赫威斯发现了一颗可见的脉冲星，另一英国天文学家哥尔德通过理论分析和计算，说明脉冲星就是中子星，确证了朗道的预言。脉冲星的脉冲周期从0.1秒到2秒不等，它具有超高压、超高温、超高密度、超强磁场和超强辐射等极端物理条件。
　　大量的星际分子，特别是星际有机分子在60年代大量地被射电望远镜发现。星际羟基(OH)最早被发现。在1968年又发现了星际氨(NH3 ）和星际水（HZO）分子。在人马座0E星发现的星际乙醇分子比全世界产酒数量的总和还要多．在1969年发现的第一个多原子有机分子甲醛(HCHO)轰动了世界。