Antény rádioastronomických prístrojov sa obyčajne konštruujú tak, aby prednostne prijímali (resp. vysielali) žiarenie v určitom smere (smerová anténa); na niektoré ciele sa používajú aj všesmerové antény. Tvar a rozmery antény závisia od používanej vlnovej dĺžky a cieľa použitia. Elementárnym prípadom antény je bodový žiarič so všesmerovou charakteristikou alebo Herzov dipól s dĺžkou l << λ a s vyžarovacou charakteristikou, s toroidálnym tvarom. V rádioastronómii sa často používa polvlnový dipól, žiarič s rozmermi 1/2 pracovnej vlnovej dĺžky. V porovnaní s Herzovým dipólom má 1,64-násobný smerový účinok. Koeficient smerovosti antény polvlnového dipólu G = 1,64. Smerovosť antény sa zvyšuje použitím sústavy polvlnových dipólov. Smerový účinok alebo zisk antény sa dosahuje aj umiestením pasívnych vodičov za dipól (reflektor) a pred dipól (direktor) na anténový systém Yagi. Pri sústavách dipólov sa ako reflektor používa rovinná alebo parabolická vodivá sieť. Najcharakteristickejším rádioastronomickým prístrojom je rádioteleskop, ktorého anténa tvorí dipól s parabolickým reflektorom. Reflektor je fixovaný vo výške a azimute alebo je pohyblivý v jednom alebo obidvoch smeroch na sledovanie zdroja žiarenia na oblohe. Kovový výplet reflektora antény musí mať v porovnaní s pracovnou vlnovou dĺžkou prístroja relatívne malú vzdialenosť uzlov. Vzhľadom na deformácie materiálu sú veľké nároky na presnosť parabolickej plochy reflektora pri použití centimetrových alebo ešte kratších vĺn.