I prossimi telescopi con base a Terra potranno offrire una risoluzione 40 volte superiore a quella del telescopio Hubble ed essere dieci volte più grandi di quelli attuali. I ricercatori stanno infatti studiando un telescopio chiamato Extremely Large Telescope. Al momento sono due i concetti portati avanti. Il primo è il Thirty Meter Telescope (TMT) studiato dagli USA e dal Canada. Il secondo comprende l'Euro50 e l'Overwhelmingly Large Telescope (Owl) avanzati dall'Europa, le cui dimensioni però non sono state ancora ben delineate.

Per quanto si sa oggi l'Owl potrebbe essere il telescopio più grande mai costruito, con un diametro dello specchio di 100 metri. Il telescopio inoltre sarà fornito di ottiche adattive che correggeranno attraverso un computer le distorsioni dell'atmosfera sulla luce raccolta dallo specchio.

L'obiettivo principale di questi supertelescopi sarà la ricerca di pianeti rocciosi in orbita ad altre stelle e l'individuazione di altri pianeti simili alla Terra, in grado cioè di ospitare la vita. Per il momento, l'individuazione dei pianeti avviene usando tecniche indirette, che evidenziano cioè la presenza di un pianeta sulla base di perturbazioni gravitazionali sulle stelle o sulla luce da loro emessa. La speranza è che con questi strumenti molto potenti si possano osservare direttamente. Questi telescopi inoltre potranno permettere di studiare la composizione chimica di questi pianeti attraverso l'analisi spettrale della luce da loro riflessa, individuando sostanze fondamentali per la vita come l'acqua o emesse da eventuali forme di vita biologica.

Tutti i nuovi progetti prevedono la costruzione di specchi in più pezzi, visto che per le dimensioni risulterebbe impossibile realizzare uno specchio unico. I due progetti europei prevedono specchi costituiti da piccoli segmenti esagonali, più vari specchi correttivi per risolvere i problemi di focalizzazione dell'immagine.