光学望远镜按照光路原理分为三大类。【折射望远镜】使用透镜作物镜，分为伽利略望远镜和开普勒望远镜。伽利略望远镜采用凹透镜作为目镜，而开普勒望远镜则使用凸透镜作为目镜。由于单透镜物镜存在色差和球差问题，现代折射望远镜通常采用两块或两块以上的透镜组合来减少这些缺陷，其中双透镜物镜应用最为广泛。【反射望远镜】以凹面反射镜作物镜，包括牛顿望远镜和卡塞格林式望远镜等。反射望远镜的主要优势在于没有色差，且当使用抛物面镜时，可以消除球差。但是，为了减小其他像差的影响，可能需要牺牲视场大小。【折反射望远镜】结合了反射和折射的原理，通过在球面反射镜中加入校正像差的折射元件，如施密特-卡塞格林望远镜。例如，施密特望远镜在球面反射镜的球心位置放置一块施密特校正板，该板一面是平面，另一面是轻度变形的非球面，以此来矫正球差和彗差。马克苏托夫望远镜是另一种折反射望远镜。
