La resolución angular de un radiotelescopio, es decir, la capacidad de resolver con detalle estructuras de pequeño tamaño angular, viene dada por el cociente entre la longitud de onda en que se observa y el diámetro de la antena. Con el fin de mejorar esta resolución es necesario utilizar la interferometría. Esta técnica consiste en la observación simultánea con distintos radiotelescopios. La resolución del interferómetro viene dada entonces por el cociente entre la longitud de onda en que se observa y la distancia entre las antenas. Dado que la separación entre los radiotelescopios puede llegar a ser de miles de kilómetros, la resolución angular conseguida puede ser del orden de una milésima de segundo de arco (esto corresponde al ángulo bajo el cual veríamos desde la Tierra a una persona tumbada sobre la superficie de la Luna).

Cuando las distancias entre las diferentes antenas de un interferómetro son de unos pocos kilómetros, éstas pueden estar conectadas entre ellas. Un ejemplo es el caso del VLA, que es un interferómetro conectado. Cuando la separación entre los radiotelescopios es tal que se hace imposible la conexión física entre ellos, por ejemplo en el VLBA, las señales de cada antena, junto con un control temporal facilitado por relojes atómicos, se graban en cintas separadas. Estas cintas son posteriormente analizadas y procesadas conjuntamente. En este último caso hablamos de interferometría de muy larga base o VLBI (Very Long Baseline Interferometry).