成像技术又称光学系统，指的是收集辐射光并将其成像的技术。最常见的成像技术是相机的镜头以及光学波段常用望远镜。成像技术与探测技术不同，前者通过改变光的路径，使得来自同一方向的辐射聚焦到焦面探测器的同一个点上，让人们能够分辨光的来源和方向，后者负责记录光的强度。

在大多数的紫外波段，普通的光学望远镜仍然能够适用，因此，紫外空间望远镜与光学空间望远镜非常相似，差别仅在于光学面的质量以及反射效率较高。对于波长170～400纳米的中近紫外辐射，通常采用反射镜光学系统，优点是能完全消除色差，且口径可做得很大。紫外反射镜的首选材料是金属。与光学波段常用的银和金不同，紫外反射镜的涂层常用铝（Al）。但是，铝的天然氧化层Al₂O₃会强烈吸收波长短于200纳米的紫外辐射，导致反射率下降，这时还需要再镀一层氟化镁（MgF₂）或氟化锂（LiF）来保护铝免受氧化。通过多层镀膜的方式所形成的反射层，在接近X射线的区域还能达到10%～20%。哈勃空间望远镜在其主镜、副镜和许多仪器的光学元件上，使用铝+氟化镁，而远紫外分光探测器（FUSE）在其长波（100～120纳米）通道上使用铝+氟化锂。还有一些望远镜使用固态晶体材料（碳化硅SiC或碳化硼B₄C）。

在短于100纳米的极紫外波段，紫外光的性质与X射线更加相似，因此，掠射式望远镜更加适用。覆盖波段为7～76纳米的极紫外探测器（EUVE）使用的就是两台沃尔特Ⅰ型和两台沃尔特Ⅱ型掠射X射线望远镜。伦琴X射线天文台上的极紫外探测器WFC也由3层同轴沃尔特（Wolter）聚焦镜面构成。