常見望遠(yuǎn)鏡可簡單分為伽利略，開普勒，和牛頓式望遠(yuǎn)鏡。伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡在人類認(rèn)識自然的歷史中占有重要地位。它由一個(gè)凹透鏡（目鏡）和一個(gè)凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，能直接成正像。但自從開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后此種結(jié)構(gòu)已不被專業(yè)級采用，而多被玩具級采用，所以又被稱做觀劇鏡.
    

    開普勒望遠(yuǎn)鏡：原理由兩個(gè)凸透鏡構(gòu)成。由于兩者之間有一個(gè)實(shí)像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優(yōu)良，所以目前軍用小型天文等專業(yè)級的望遠(yuǎn)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既采用了雙直角棱鏡正像系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在正像的同時(shí)將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡既采用設(shè)計(jì)精良的透鏡正像系統(tǒng)。
    

    牛頓發(fā)明的反射式 多為大型座鏡采用，在此不再贅述。
    

    望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展史
    

    17世紀(jì)初的一天，荷蘭小鎮(zhèn)的一家眼鏡店的主人利伯希（Hans Lippershey），為檢查磨制出來的透鏡質(zhì)量，把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線，通過透鏡看過去，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處的教堂塔尖好象變大拉近了，于是在無意中發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡的秘密。1608年他為自己制作的望遠(yuǎn)鏡申請專利，并遵從當(dāng)局的要求，造了一個(gè)雙筒望遠(yuǎn)鏡。據(jù)說小鎮(zhèn)好幾十個(gè)眼鏡匠都聲稱發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，不過一般都認(rèn)為利伯希是望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明者。
    

    望遠(yuǎn)鏡發(fā)明的消息很快在歐洲各國流傳開了，意大利科學(xué)家伽利略得知這個(gè)消息之后，就自制了一個(gè)。第一架望遠(yuǎn)鏡只能把物體放大3倍。一個(gè)月之后，他制作的第二架可以放大8倍，第三架可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠(yuǎn)鏡。伽里略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察夜空，第一次發(fā)現(xiàn)了月球表面高低不平，覆蓋著山脈并有火山口的裂痕。此后又發(fā)現(xiàn)了木星的4個(gè)衛(wèi)星、太陽的黑子運(yùn)動，并作出了太陽在轉(zhuǎn)動的結(jié)論。幾乎同時(shí)，德國的天文學(xué)家開普勒也開始研究，他在《屈光學(xué)》里提出了另一種天文望遠(yuǎn)鏡，這種由兩個(gè)凸透鏡組成，與伽利略的望遠(yuǎn)鏡不同，比伽利略視野寬闊。但開普勒沒有制造他所介紹的望遠(yuǎn)鏡。沙伊納于1613年─1617年間首次制作出了這種望遠(yuǎn)鏡，他還遵照開普勒的建議制造了有第三個(gè)凸透鏡的，把二個(gè)凸透鏡做的倒像變成了正像。沙伊納做了8臺，一臺一臺地云觀察太陽，無論哪一臺都能看到相同形狀的太陽黑子。因此，他打消了不少人認(rèn)為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯(cuò)覺，證明了黑子確實(shí)是觀察到的真實(shí)存在。在觀察太陽時(shí)沙伊納裝上特殊遮光玻璃，伽利略則沒有加此保護(hù)裝置，結(jié)果傷了眼睛，最后幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠(yuǎn)鏡的色差在1665年做了一臺筒長近6米的望遠(yuǎn)鏡，來探查土星的光環(huán)，后來又做了一臺將近41米長的望遠(yuǎn)鏡。
    

    使用透鏡作物鏡的稱為折射式，即使加長鏡筒，精密加工透鏡，也不能消除色象差，牛頓曾認(rèn)為折射式的色差是不可救藥，后來證明過分悲觀的。1668年他發(fā)明了反射式，斛決了色差的問題。第一臺反望遠(yuǎn)鏡非常小，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的反射鏡口徑只有2.5厘米，但是已經(jīng)能清楚地看到木星的衛(wèi)星、金星的盈虧等（見附圖1）。1672年牛頓做了一臺更大的反射望遠(yuǎn)鏡，送給了英國皇家學(xué)會，至今還俁存在皇家學(xué)會的圖書館里。1733年英國人哈爾制成第一臺消色差折射望遠(yuǎn)鏡。1758年倫敦的寶蘭德也制成同樣的望遠(yuǎn)鏡，他采用了折射率不同的玻璃分別制造凸透鏡和凹透鏡，把各自形成的有色邊緣相互抵消。但是要制造很大透鏡不容易，目前世界上最大的一臺折射式直徑為102厘米，安裝在雅弟斯天文臺。1793年英國赫瑟爾（William Herschel），制做了反射式，反射鏡直徑為130厘米，用銅錫合金制成，重達(dá)1噸。1845年英國的帕森（William Parsons）制造的反射望遠(yuǎn)鏡，反射鏡直徑為1.82米。1917年，胡克望遠(yuǎn)鏡（Hooker Telescope）在美國加利福尼亞的威爾遜山天文臺建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠(yuǎn)鏡，哈勃（Edwin Hubble）發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹的驚人事實(shí)。1930年，德國人施密特（Bernhard Schmidt）將折射望遠(yuǎn)鏡和反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)（折射望遠(yuǎn)鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴，反射望遠(yuǎn)鏡沒有色差、造價(jià)低廉且反射鏡可以造得很大，但存在像差）結(jié)合起來，制成了第一臺折反射望遠(yuǎn)鏡。
    

    戰(zhàn)后反射式在天文觀測中發(fā)展很快，1950年在帕洛瑪山上安裝了一臺直徑5.08米的海爾（Hale）反射式。1969年在前蘇聯(lián)高加索北部的帕斯土霍夫山上安裝了直徑6米的反射鏡。1990年，NASA將哈勃太空望遠(yuǎn)鏡送入軌道，然而，由于鏡面故障，直到1993年宇航員完成太空修復(fù)并更換了透鏡后，哈勃望遠(yuǎn)鏡才開始全面發(fā)揮作用。由于可以不受地球大氣的干擾，哈勃望遠(yuǎn)鏡的圖像清晰度是地球上同類望遠(yuǎn)鏡拍下圖像的10倍。1993年，美國在夏威夷莫納克亞山上建成了口徑10米的“凱克望遠(yuǎn)鏡”，其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。2001設(shè)在智利的歐洲南方天文臺研制完成了“超大望遠(yuǎn)鏡”(VLT)，它由4架口徑8米的望遠(yuǎn)鏡組成，其聚光能力與一架16米的反射望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)?，F(xiàn)在，一批正在籌建中的望遠(yuǎn)鏡又開始對莫納克亞山上的白色巨人兄弟發(fā)起了沖擊。這些新的競爭參與者包括30米口徑的“加利福尼亞極大望遠(yuǎn)鏡”（California Extremely Large Telescope，簡稱CELT），20米口徑的大麥哲倫望遠(yuǎn)鏡（Giant Magellan Telescope，簡稱GMT）和100米口徑的絕大望遠(yuǎn)鏡（Overwhelming Large Telescope，簡稱OWL）。它們的倡議者指出，這些新的望遠(yuǎn)鏡不僅可以提供像質(zhì)遠(yuǎn)勝于哈勃望遠(yuǎn)鏡照片的太空圖片，而且能收集到更多的光，對100億年前星系形成時(shí)初態(tài)恒星和宇宙氣體的情況有更多的了解，并看清楚遙遠(yuǎn)恒星周圍的行星。