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La capacidad de resolución, también denominada capacidad de separación, indica cuán pequeño debe ser el ángulo de separación entre 2 objetos para que estos puedan ser identificados como objetos individuales. Este ángulo se mide en segundos de arco ("), donde: 1" = 1/3600°

Los mejores objetos de prueba son las estrellas binarias, sobre todo aquellas en las que ambos astros presentan prácticamente el mismo brillo. La capacidad de resolución se calcula en base a 2 criterios:

• El criterio de Rayleigh, que deriva de la teoría de la difracción: 2 objetos se pueden distinguir entre sí cuando el máximo de uno de ellos coincide con el primer mínimo de difracción del segundo. En el caso de un sistema de estrellas binarias, esto equivale a ver un "8" dibujado en el cielo. Así, según la teoría de la difracción, para una longitud de onda de 550 nanómetros (es decir, a la sensibilidad máxima del ojo humano) se aplica la siguiente fórmula: capacidad de resolución en segundos de arco = 138/apertura en mm. Un telescopio con 120 mm de apertura percibirá un sistema de estrellas binarias con una distancia de 1,15" entre ambos componentes como un "8".
• El criterio de Dawes es una fórmula empírica basada en observaciones, según la que también es posible identificar una estrella como un sistema de estrellas binarias cuando tiene una forma ovalada, es decir, cuando en lugar de un "8" parece un "0". La experiencia también ha demostrado que la capacidad de resolución se puede calcular de esta otra manera: capacidad de resolución en segundos de arco = 117/apertura en mm. Con el telescopio de 120 mm, por lo tanto, una estrella binaria se vería a 0,9" como un óvalo.

Técnicamente, la capacidad de resolución viene predeterminada por la apertura del telescopio: cuanto más grande sea esta, más estrechas podrán ser las estrellas binarias o las estructuras planetarias observadas para poder apreciarlas como tales. En la práctica, las turbulencias provocadas por el aire (el conocido "seeing") es un importante factor a tener en cuenta que a menudo reduce la capacidad de resolución en un segundo de arco. A eso hay que añadir el comportamiento térmico del telescopio, que deberá ser adecuado para la temperatura ambiente del lugar donde vamos a realizar nuestras observaciones.