研制阿雷西博雷达望远镜是康乃尔大学的电子工程教授WilliamE.Gordon为研究电离层提出的，因此最初的名称是阿雷西博电离层观测站。然而这个望远镜却在射电天文学和雷达天文学上发挥了更加重要的作用。不久，便改称国家天文和电离层中心(NAIC)。阿雷西博射电望远镜80%的工作时间用于射电天文观测，大气研究占15%，剩下的5%用于雷达天文学的研究。世界上最灵敏的射电望远镜和雷达，建在波多黎各的阿雷西博望远镜利用了石灰岩构成喀斯特地形，用其中的尺度合适、比较对称的碗形大坑作为底座，减少了造价和技术难度。这个射电望远镜于1963年建造，主反射面是球面，原来的天线是金属网，最短只能工作在50厘米波段。1972~1974年改建，由38778块金属板拼接而成

，使工作波段达到5厘米。1980年以后，又进行了一次改建，把天线直径扩大到366米。1997年的改造使观测频率范围扩展为波长6米到3厘米，使望远镜可以观测到更多的分子谱线。球面天线直径305米，深508米，由固定在石灰岩中的钢索网支撑。固定在地面上的天线可以做得很大，其缺陷是不能通过转动天线来对准处在不同天区的射电源和进行跟踪。球面天线与抛物面天线不同，没有主光轴，可以接收来自较大角度范围的天体射电波，借助馈源的移动可以在相当大的天区范围(约20°)扫描或跟踪。来自天体的射电波不能像抛物面那样聚集到一个点上，而要采取比较复杂的改正镜或线性馈源的方法来收集能量。为了增加可观测的波段和提高灵敏度，最初采用长约28米的线性馈源的方法，后来改进为改正镜的方法。

一个重达500吨的三角形平台和可移动馈源臂悬挂在主反射面上空，由连在三座高达100米铁塔的18根钢索支撑着。平台下方悬挂着离主反射面508米的一个圆屋，圆屋重75吨，直径24米，在其中放置了两个反射面(称之为格雷果里副反射面)、雷达发射机和微波接收机。这两个反射面分别是第二和第三反射面，其直径分别为219米和79米。从图6可以看出，射到主反射面的天体射电波被反射到第二个反射面然后再反射到第三反射面，最后到达接收机屋内的焦点上，不同的馈源连接在不同波段的接收机上，各个接收机装置在一个可转动的圆盘上，可以很容易把所需的接收机移到焦点处。圆屋可以沿着曲线的臂上下运动，这个臂也可以旋转。圆屋的设计是为了防止恶劣天气对小反射面的伤害，也可以防止人为的电磁干扰。