Οι αστρονόμοι ραδιοφώνου μελετούν ουράνια αντικείμενα όπως κάθε άλλος αστρονόμος, αλλά το κάνουν διαφορετικά. Χρησιμοποιώντας ένα ραδιοτηλεσκόπιο, ένας ραδιοαστρονόμος παρακολουθεί ουράνια αντικείμενα που εκπέμπουν ραδιοκύματα. Οι περισσότεροι αστρονόμοι περιορίζονται κυρίως στο να κάνουν παρατηρήσεις τη νύχτα, αλλά οι αστρονόμοι ασύρματοι μπορούν να εργάζονται και κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η οπτικοποίηση είναι σημαντική για αυτούς τους επιστήμονες, αλλά όχι με τη συνηθισμένη έννοια της παρατήρησης μέσω οπτικών φακών. Αντίθετα, οι αστρονόμοι των ραδιοφώνων αφιερώνουν πολύ χρόνο παρακολουθώντας και ερμηνεύοντας γραφήματα.
Η αστρονομία έχει μια σαγηνευτική ιστορία αναφοράς ευρημάτων κατά την εξερεύνηση του κόσμου. Πολλοί άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν ότι οι ραδιοαστρονόμοι είναι υπεύθυνοι για πολλά από αυτά τα ευρήματα. Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα στη ραδιοαστρονομία ήταν η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, η οποία συχνά αναφέρεται ως απόδειξη της λεγόμενης θεωρίας του «μεγάλου κτυπήματος». Τα ραδιοκύματα είναι ανεμπόδιστα από τη σκόνη, οπότε η ραδιοαστρονομία είναι υπεύθυνη για τον εντοπισμό νέων αντικειμένων που οι αστρονόμοι κανονικά δεν μπορούσαν να δουν αλλά νόμιζαν ότι ήταν εκεί.
Η ολοκλήρωση τέτοιων ευρημάτων απαιτεί χρόνο και υπομονή. Η κλήση ξεκινά με ένα ραδιοτηλεσκόπιο, το οποίο χρησιμοποιεί ένας αστρονόμος για να παρακολουθεί τα ραδιοκύματα που διέρχονται από το σύμπαν. Λειτουργώντας σαν ραδιοφωνικός δέκτης, αυτός ο τύπος τηλεσκοπίου χρησιμοποιεί μια κεραία για να συλλάβει ραδιοκύματα. Τα ραδιοκύματα είναι γενικά αδύναμα, επομένως ένας δέκτης ή ενισχυτής είναι ενσωματωμένος στο ραδιοτηλεσκόπιο για να δώσει μεγάλη ποσότητα στα σήματα. Οι συσκευές εγγραφής συνδέονται με το τηλεσκόπιο και θα τραβήξουν μια αναπαράσταση των ραδιοκυμάτων, είτε σε χαρτί γραφικών με μελάνι είτε, συνηθέστερα, απευθείας σε πρόγραμμα λογισμικού υπολογιστή.
Η ακρόαση, ωστόσο, δεν είναι πραγματικά μέρος της δουλειάς, εκτός εάν ο αστρονόμος ασυρματογράφος χρειαστεί να ελέγξει για παρεμβολές από τεχνητές συσκευές που εκπέμπουν ραδιοκύματα. Αντί να ακούει στατικό, ένας αστρονόμος ασύρματος παρακολουθεί την έξοδο του καταγραφέα για να παρατηρήσει τα ραδιοκύματα. Παρακολουθώντας αυτό το αποτέλεσμα, ένας ραδιοαστρονόμος χρησιμοποιεί προγράμματα υπολογιστή για να δημιουργήσει μια εικόνα του αντικειμένου που παρατηρεί. Μερικές φορές, αυτό περιλαμβάνει τη λήψη πολλαπλών σαρώσεων ενός αντικειμένου και την επικάλυψη των γραφημάτων για τη δημιουργία ψηφιδωτών εικόνων.
Στηριζόμενος στα ραδιοκύματα και όχι στο φως, ένας ραδιοαστρονόμος δεν περιορίζεται στη νυχτερινή παρατήρηση. Τα ραδιοκύματα διεισδύουν στην ατμόσφαιρα της Γης ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας, ενώ το φως από τα περισσότερα ουράνια αντικείμενα είναι πολύ αμυδρό για να φανεί κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το κύριο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπίσει ένας ραδιοαστρονόμος είναι τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από ανθρώπινες συσκευές, ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας που εργάζεται. Οι επιτυχημένοι αστρονόμοι ραδιοφώνου μαθαίνουν να φιλτράρουν τέτοια στατικά και να μετρούν με ακρίβεια τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από αστρικά αντικείμενα.