بنى إسحاق نيوتن أول تلسكوب عاكس عام 1668. وبدلاً من استخدام عدسة لتركيز الضوء، استخدم مرآة منحنية. وقد حلّ هذا التصميم مشكلة كانت تُؤرّق التلسكوبات الكاسرة: الانحراف اللوني. فالعدسات تُغيّر زاوية ألوان الضوء المختلفة بمقادير متفاوتة، مما يُنتج أهداب قوس قزح حول الأجسام الساطعة. أما المرايا فتعكس جميع الأطوال الموجية بالتساوي، لذا تبقى الصورة واضحة.

يستخدم التلسكوب العاكس مرآة رئيسية لتجميع الضوء وتركيزه. في تصميم نيوتن، تعكس مرآة مسطحة صغيرة بالقرب من الأعلى الضوء إلى العدسة العينية. أما في تصميم كاسغرين، فتعكس مرآة ثانوية الضوء مرة أخرى عبر فتحة في المرآة الرئيسية. وتستخدم تصاميم أخرى، مثل ريتشي-كريتيان وغريغوريان، ترتيبات مرايا مختلفة لأغراض مختلفة.

يمكن تصنيع المرايا بأحجام أكبر بكثير من العدسات، لأن المرآة يمكن تثبيتها من الخلف. ولهذا السبب، فإن أكبر التلسكوبات في العالم هي تلسكوبات عاكسة. يمتلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي مرآة مجزأة قطرها 6.5 متر. أما التلسكوب العملاق للغاية (ELT) قيد الإنشاء في تشيلي، فسيحتوي على مرآة قطرها 39 مترًا. تجمع هذه الأجهزة كمية من الضوء تفوق بكثير ما يمكن لأي عدسة جمعه.

لا يزال تصميم نيوتن مستخدماً حتى اليوم، على الرغم من أن التلسكوبات الحديثة أكثر تطوراً بكثير. يبقى المبدأ نفسه: مرآة منحنية، وبؤرة، وصورة للكون.