用某一單色光觀測太陽色球層活動現象(如譜斑、耀斑、日珥等)的光學望遠鏡，又稱李奧太陽望遠鏡。色球層的亮度比光球層微弱得多，也比白晝天空背景暗弱。平時，用普通光學望遠鏡隻能觀測到光球，無法觀測色球。如果在望遠鏡的光路中加一具雙折射濾光器，隻透射色球譜線的窄帶（帶寬0.25～0.75埃）單色光，在成像焦面上便得到色球的單色像，既可以用目視，也可以用照相方法觀測。常用來觀測色球的譜線是氫線（6563埃）和電離鈣線(3934埃）。太陽巡視用的色球望遠鏡，物鏡口徑一一般為10～20厘米，太陽像直徑約2厘米左右，膠卷上記錄全部日面資料；觀測色球層精細結構的望遠鏡，物鏡口徑一般大於25厘米，太陽像直徑10厘米以上，膠卷上隻記錄局部日面資料。在每幅照片上除記錄色球像外，一般還同時拍下時間記號和用於光度定標的階梯光標。有的色球望遠鏡上還附有普通的望遠鏡，以便同時觀測光球。（見彩圖）
紫金山天文臺的色球望遠鏡