Isaac Newton baute 1668 das erste Spiegelteleskop. Anstatt eine Linse zur Lichtbündelung zu verwenden, nutzte er einen gekrümmten Spiegel. Diese Konstruktion löste ein Problem, das Linsenfernrohre geplagt hatte: die chromatische Aberration. Linsen brechen Licht unterschiedlicher Farben unterschiedlich stark, wodurch Farbsäume um helle Objekte entstehen. Spiegel reflektieren alle Wellenlängen gleichmäßig, sodass das Bild scharf bleibt.

Ein Spiegelteleskop nutzt einen Hauptspiegel, um Licht zu sammeln und zu bündeln. Beim Newton-Teleskop reflektiert ein kleiner, flacher Spiegel nahe der Spitze das Licht seitlich zum Okular. Beim Cassegrain-Teleskop reflektiert ein Sekundärspiegel das Licht durch eine Öffnung im Hauptspiegel zurück. Andere Bauarten, wie das Ritchey-Chrétien- und das Gregorianische Teleskop, verwenden für unterschiedliche Zwecke verschiedene Spiegelanordnungen.

Spiegel lassen sich deutlich größer als Linsen herstellen, da sie von hinten befestigt werden können. Deshalb sind die größten Teleskope der Welt Reflektoren. Das James-Webb-Weltraumteleskop besitzt einen 6,5 Meter großen, segmentierten Spiegel. Das im Bau befindliche Extremely Large Telescope (ELT) in Chile wird einen 39 Meter großen Spiegel haben. Diese Instrumente sammeln weitaus mehr Licht, als es jede Linse könnte.

Newtons Konstruktion wird auch heute noch verwendet, obwohl moderne Teleskope weitaus ausgefeilter sind. Das Prinzip ist jedoch dasselbe: ein gekrümmter Spiegel, ein Brennpunkt und ein Bild des Kosmos.