在地面光学天文望远镜工作时，能让天体辐射自由而尽量少畸变地进入接收器，并保证地面光学天文望远镜工作时，尽量避免风振动、温度变化、雨、湿、灰等不利因素影响。而在地面光学天文望远镜不工作时，应较好地封闭，使仪器不受外界风、雨、雪、灰尘等不利环境因素的影响。

多年来，望远镜圆顶一般设计成传统的结构。即根据传统的赤道式望远镜回转结构，设计成能包容该望远镜转动，并留有一定的工作空间的金属壳形结构。一般下半部为圆柱形，上半部为半球冠状，此圆顶上开有大于通光口径的天窗。不工作时封闭天窗，工作时打开天窗，让天体辐射进入望远镜光路系统，随着望远镜跟踪天体，圆顶也须随动，或隔一段时间转动，以保证观测进行。

圆顶内及其仪器周围温度场，对改善仪器的工作状况和视宁度有很大作用。这是因为温度不均匀，会引起仪器的变形，影响了像质和精度，另外，光路中空气团温度不均匀，会使光线偏折，引起像的抖动和像斑扩大，这些都使仪器光学性能下降。因此，圆顶应对内部温度进行控制，外层多采用银白色。以反射太阳辐射，内设保温层，并有通风制冷装置。以均匀圆顶内温度和改善视宁度。

根据不同望远镜的要求，先后提出并研制成一些不同结构的天文圆顶。这些圆顶，可以归纳为10大类结构形式：

①传统大尺寸圆顶。传统形式圆顶按望远镜的包络线放2～5米。由于它的尺寸往往较大，造价高，又易有视宁度问题，采用得较少。

②小尺寸圆顶。在传统方案基础上，尽量减小尺寸，降低造价。特别是地平式机架广泛运用，望远镜的外形尺寸大大减小，圆顶尺寸就相应减小了。如中国2.16米光学望远镜，采用传统圆顶设计，虽然望远镜不大，口径只有2米，圆顶直径却达23米；而地平式的南方天体物理学研究望远镜（SOAR），口径为4.2米，圆顶直径只有20米，造价为170万美元，比传统的2米望远镜成本还低。而霍比-埃伯利望远镜（HET）主镜口径达9米，圆顶直径也只有20米左右。

③开启式圆顶。圆顶与望远镜随动旋转，其外形可用圆柱体或多边柱体。其优点是望远镜与圆顶间没有相对转动，而可根据望远镜外廓进一步缩小尺寸。开启式结构，也更有利于空气流动，减小圆顶内视宁度问题。这种结构更为紧凑，成本也降低了。

④有百叶窗通风圆顶。在开启式圆顶的基础上，再加上充分通风的百叶窗口，这样保持了开启式圆顶的优点，并进一步改善了观测时的视宁度。

⑤露天式圆顶。是完全开启的圆顶，观测时望远镜完全暴露在露天环境下。这种方案结构简单，成本低。因为观测时望远镜周围没有附加的构件热源，视宁度最好。有的天文学家称“工作时，没有圆顶的圆顶，是最好的圆顶”，但由于望远镜完全暴露在气流中，当风力较大时，会产生振动。

⑥随动风罩。在露天式圆顶基础上，增加与望远镜随动的挡风罩，这样克服了露天式圆顶风大时望远镜振动的问题。但风罩及其随动机构，也相应增加了成本。

⑦圆球式圆顶。是一种很独特的设计，它将圆顶与望远镜筒合为一体，做成圆球状，省去了镜筒结构，大大降低了望远镜造价，其跟踪运动一般由摩擦机构直接驱动圆球完成，成本较低。

⑧风屏与望远镜固定。将风屏第固定在望远镜结构上，是开启式圆顶与随动风罩的结合。与随动风罩不同的是，风屏固定在望远镜结构上，增加了望远镜驱动的转动惯量。这种风屏在不工作时可以完全关闭保护望远镜，从而不需外加圆顶。

⑨下落式开启圆顶。下落的圆顶为片式结构，可以是依次直径增大而可相叠的圆球片，也可以是分成多片花瓣式的。材料可用铝板、彩钢板、玻璃钢，也可用有一定强度的织物加骨架构成。这类结构是一种完全开启的圆顶，结构简单，成本低，圆顶视宁度好。

⑩双轴斜帽式圆顶。这种圆顶具有两个回转轴系，一个垂直放置，倾斜放置，倾斜轴上方的球冠上设置有圆形天窗口，通过两轴的组合运动，使天窗口随望远镜指向、跟踪天体。这种圆顶最大的优点是使风载对望远镜的影响最小化。其典型应用为在建的30米望远镜（TMT）。

不同类型圆顶