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望远镜是现在天文学最基本的观测仪器，是广大天文普及工作者和天文爱好者必备的观测工具。除此以外，望远镜还兼有观察战场，研究地形地物和侦察目标（在这个角度上可以将这类望远镜定义为军事望远镜）、观景、看戏看比赛及儿童玩具（在这个角度上可以将这类望远镜定义为娱乐性生活用品及礼品玩具）。
望远镜的分类方法有多种，但根据物镜的结构不同，望远镜大致可以分为三大类：以透镜作为物镜的，称为折射望远镜；用反射镜作为物镜的，称为反射望远镜；既包含透镜，又有反射镜的，称为折反射望远镜。
（一）、折射式望远镜
物镜为透镜系统的望远镜，最早由荷兰眼镜商人李普尔赛于1608年发明，是出现最早的望远镜类别。折射式望远镜的原理建立在透镜成像原理之上，其优点是成像比较鲜明、锐利；缺点是有色差。为了减轻色差，品质较优良的折射式望远镜了消色差技术。此外，为了减少光线经过透镜的损失，采用了在透镜表面镀增透度的所谓镀膜技术，而较常用的折射式望远镜的光学系统又有两种形式，即伽利略式望远镜和开普勒式望远镜。
1、伽利略式望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个或一组凹透镜（目镜）和一个或一组凸透镜（物镜）组成。物镜组为等效的凸透镜，光线通过物镜汇聚后，经过一片或一组凹透镜形式的目镜成像。1609年由意大利科学家G·伽利略所发明。这种望远镜的优点是结构简单，能直接成正像，但视场较小。自从开普勒望远镜发明之后，此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜。
2、开普勒式望远镜由两个或两组凸透镜构成。物镜组为凸透镜形式，目镜组也是凸透镜形式。最早由德国科学家开普勒（Johannes Kepler）于1611年发明的。由于这种望远镜的物镜与目镜之间有一个实像，可方便的安装分划板，而且视场可以设计的较大，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜、小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的。为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了正像棱镜系统。正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜就是采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜采用设计精良的透镜正像系统。几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。
（二）、反射式望远镜
反射望远镜的物镜是反射镜，为了消除像差，一般制成抛物面镜或抛物面镜加双曲面镜组成卡赛格林系统。在这种系统中，天体的光线只受到反身。目前反射望远镜在天文观测中的应用已十分广泛，由于镜面材料在光学性能上没有特殊的要求，且没有色差问题，因此，它与折射系统相比，可以使用大口径材料，也可以使用多镜面拼镶技术等；而镜面在镀膜后，可获得从紫外到红外波段良好的反射率；因此适合于进行恒星物理方面的工作（恒星的测光与分光），目前设计和建造的大口径望远镜都是采用的反射系统，遗憾的是反射望远镜的反射镜面需要定期镀膜，故它在科普望远镜中的应用受到了限制。反射望远镜由于工作焦点的不同又分为牛顿系统和R C系统（如我国最大的2.16米望远镜）、折轴系统等。一般说来，对天文普及工作，特别是对观测经验不足的爱好者来说，牛顿式反射望远镜使用起来不太方便，其物镜又需要经常镀膜，维护起来也麻烦，多为大型座镜采用。
（三)、折反射望远镜
顾名思义是将折射系统与反射系统相结合的一种光学系统，它的物镜既包含透镜又包含反射镜，天体的光线要同时受到折射与反射。这种系统的特点是便于校正轴外像差。以球面镜为基础，加入适当的折射组件，用以校正球差，得以取得良好的光学质量。这类望远镜又分为施密特系统、马克苏托夫系统和施密特—卡塞格林系统等。应用最广泛的有施密物望远镜（美国Made 12 LX200SC），施密特—卡塞格林系统（南京天仪中心的KP300S），马克苏托夫与马克苏托夫—卡塞格林望远镜（南京御夫天文教科仪器厂生产的￠160mm等系列）四种类型。
由于折反射望远镜具有视场大、光力强等特点，适合于观测延伸（彗星、星系、弥散星云等）天体，并可进行巡天观测，较适合天文爱好者使用。折反射望远镜是由透镜和反射镜组成。天体的光线要受到折射和反射。这类望远镜具有光力强，视场大和能消除几种主要像差的特点。
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