折射望遠鏡的物鏡由透鏡或透鏡組組成。早期物鏡為單片結(jié)構(gòu)，色差和球差嚴重，使得觀看到的天體帶有彩色的光斑。為了減少色差，人們拼命增大物鏡的焦距，1673年，J.Hevelius制造了一架長達46米的望遠鏡，整個鏡筒被吊裝在一根30米高的桅桿上，需要多人用繩子拉著轉(zhuǎn)動升降。

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開普勒望遠鏡：原理由兩個凸透鏡構(gòu)成。由于兩者之間有一個實像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優(yōu)良，所以目前望遠鏡，小型天文望遠鏡等專業(yè)級的望遠鏡都采用此種結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)成像是倒立的，所以要在中間增加正像系統(tǒng)。

正像系統(tǒng)分為兩類：棱鏡正像系統(tǒng)和透鏡正像系統(tǒng)。我們常見的前寬后窄的典型雙筒望遠鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是在正像的同時將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統(tǒng)采用一組復(fù)雜的透鏡來將像倒轉(zhuǎn)，成本較高，但俄羅斯20×50三節(jié)伸縮古典型單筒望遠鏡既采用設(shè)計精良的透鏡正像系統(tǒng)。