美国大型双筒望远镜简称LBT，它是由两个紧紧相邻的8.4直径望远镜构成，它们可以分离工作，当合并工作时就像一个单一、更大型的望远镜。第一个望远镜是于2004年在美国亚利桑那州格雷厄姆山顶上架设，第二个望远镜是从2005年开始安装，直到2008年年初，两个望远镜才实现合并式观测。该望远镜可以观测到数百万光年以外的天体，它的聚光能力远超哈勃太空望远镜，拍摄照片的清晰度也要超过哈勃望远镜约10倍。

巨大望远镜早已存在，它们可以观测到光谱中人类肉眼所不可见的部分，从红外线以上的低频无线电波到紫外线以上的高频伽马射线，然而，没有哪个传统光学望远镜可以与大型双筒望远镜相提并论。它价值6000万英磅，是亚利桑那大学格雷安山国际天文台最宝贵的明珠，从制造至今已有20年历史，是继赫兹次毫米波望远镜和梵蒂冈尖端技术望远镜以来建于10500英尺山顶上的第三个望远镜。

安装在美国亚利桑那州海拔3190米高的格雷厄姆山上的大型双筒望远镜经过了8年的计划和建造。这个天文望远镜建成后将成为世界上最大的单个天文望远镜，整个项目共耗资1.2亿美元。格雷厄姆山远离大城市的灯光，水汽或尘埃也很少，在天文学家眼里是理想的观测地点。光学望远镜用于聚光的镜面大小至关重要，镜面面积越大，观测到微弱物体的能力越强。

大型双筒望远镜两个凹镜直径分别达8.4米，总面积加起来可达110平方米。两面凹镜片的表面加工精度非常高，它们安装在一个整体上，可以同时对准要观察的目标天体，借助光线干涉原理，所获图像的清晰度可与23米直径的镜片相当。它是一个单一整体，因此称为世界最大的单个望远镜。有些庞大的射电望远镜是由许多台小望远镜组成的阵列，并非单个望远镜。

美国大型望远镜自2005年10月12日以来开始部分运作，当时只有一个镜片投入使用，用以观测仙女座中的螺旋星云。美国大型双筒望远镜于2007年捕获了首批图像。2008年，当2个镜片同时投入使用后，大型望远镜变得前所未有的强大，天文学家们可以使用新设备以从所未有的精确度探测宇宙的过去。它的2个直径27英尺的镜片使其拥有了相当于单个直径39英尺的镜片的聚光能力，以及直径75英尺的望远镜的解析度。亚利桑那大学的彼得·斯奇特马特教授说：“我们从未曾见过有如这个望远镜所拍摄到的图像。”

照片展示了名为NGC 2770的螺旋星云，该星云距离我们银河系1.02亿光年。通过色彩分析，科学家们可以确定悬浮于这个扁平的发光气体圆盘中数百万恒星的温度。这实际上是一张合成图片：相同的场景分别以紫外线和绿光线进行拍摄，从而显示出该区域恒星形成的活动性，同时红色光区域显示的是更老、更冷的恒星。这样的三张图片合并之后便形成一张美丽的图片，能在同一时刻展现该星体的不同特征。

据专家估计，美国大型望远镜在未来10至15年内将是世界最大的单个望远镜。近年来，欧洲和美国的天文学家一直在讨论建造一个镜面直径达30米至100米的巨型望远镜的可行性和价值。马普学会天文学家称，美国大型望远镜也只是下一代望远镜的过渡产品。