望遠鏡前面直徑大、焦距長的凸透鏡叫物鏡;後面一塊透鏡直徑小,焦距短的叫目鏡。物鏡把來自遠處景物的光線,在它的後面匯聚成倒立的縮小了的實像,相當於把遠處景物一下子移近到成像的地方。而這景物的倒像又恰好落在目鏡的前焦點處,這樣對著目鏡望去,就好像拿放大鏡看東西一樣,可以看到一個放大了許多倍的虛像。那樣,很遠很遠的景物,在望遠鏡里看來就仿佛近在眼前一樣。望遠鏡同其他光學儀器一樣,經過一段漫長的發展歷史,各種結構形式的望遠鏡相繼問世。根據光學原理,可歸納爲折射式和反射式兩大類。折射式望遠鏡,常見的有稜鏡雙筒望遠鏡,因它鏡筒短、視野大,攜帶方便,常用於軍事和野外考察;反射式望遠鏡是由凹面鏡作物鏡,凸透鏡做目鏡,用於天文台觀察天體。