基本原理：物镜收集入射光,并把光线聚集到接近底部的一点,然后由目镜放大影像.
开普勒式：凸透物镜+凸透目镜,倒立的影像,视角比伽利略式大,为现代大多折射式望远镜.
从天体射来的平行光线,经物镜后,在焦点以外距焦点很近处成一倒立缩小实像.目镜的前焦点和物镜的焦点是重合的,所以实像位于目镜和它的焦点之间距焦点很近的地方,目镜又以倒立缩小实像为物形成放大的虚像.当我们对着目镜观察时,进入眼睛的光线就好像是从虚像处射来的.显然,虚像的视角远大于直接用眼睛观察天体的视角,所以,从望远镜中看到的天体使人觉得离自己近看得更清楚.
伽利略式：凸透物镜+凹透目镜,正立的影像.
目镜为凹透镜,从而使人眼睛接收到一个正立的虚像.伽利略望远镜是一种古老的观剧望远镜,能直接成立正像,但视场较小,现在一般应用于玩具望远镜,以及外观精美的观剧望远镜,高倍单筒望远镜等更倾向于作为工艺礼品的望远镜产品.