VLT, Mapuche dilinde astronomik nesneler için kullanılan Antu, Kueyen, Melipal ve Yepun (sırasıyla; Güneş, Ay, Güneyhaçı ve Venüs)[1] olarak bilinen dört ayrı optik teleskoptan oluşmaktadır ve çok yüksek bir açısal çözünürlük elde etmek için bunlar birlikte kullanılabilmektedir.[2] Teleskopların her biri 8.2 m çapında bir birincil aynaya sahiptir. Teleskoplar 1,8 m açıklığı olan dört hareketli yardımcı teleskop (ATs) tarafından tamamlanan bir dizi oluşturmaktadırlar. Bu teleskoplar, ayna çapı 200 metre olan bir teleskop gibi işlevleri olan bir interferometre oluşturarak birlikte çalışabilirler ya da ayrı ayrı kullanılabilirler.
VLT, görünür ışık ve infrared dalgaboylarında çalışmaktadır. Her bir teleskop uzaydaki nesneleri çıplak insan gözünün gördüğünden yaklaşık 4 milyar kat daha iyi görebilmektedir ve teleskoplar birlikte çalıştığında 0.001 arc-saniyelik bir açısal çözünürlük ortaya çıkmaktadır. Bu Ay'ın mesafesinin yaklaşık iki metreye sıkıştırılmasına eşdeğerdir.[2]
VLT, astronomi için en verimli yer merkezli tesistir ve sadece Hubble Uzay Teleskobu görünür dalga boylarında çalışan tesisler arasında ondan daha fazla bilimsel makale üretmektedir.[