आइजैक न्यूटन ने 1668 में पहला परावर्तक दूरबीन बनाया। प्रकाश को केंद्रित करने के लिए लेंस का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने एक घुमावदार दर्पण का उपयोग किया। इस डिजाइन ने अपवर्तक दूरबीनों की एक समस्या, रंग विपथन (क्रोमैटिक एबरेशन), का समाधान किया। लेंस अलग-अलग रंगों के प्रकाश को अलग-अलग मात्रा में मोड़ते हैं, जिससे चमकीली वस्तुओं के चारों ओर इंद्रधनुषी लकीरें बनती हैं। दर्पण सभी तरंग दैर्ध्य को समान रूप से परावर्तित करते हैं, इसलिए छवि स्पष्ट रहती है।

एक परावर्तक दूरबीन प्रकाश को एकत्रित करने और उसे केंद्रित करने के लिए प्राथमिक दर्पण का उपयोग करती है। न्यूटनियन डिज़ाइन में, शीर्ष के पास स्थित एक छोटा समतल दर्पण प्रकाश को किनारे से बाहर की ओर परावर्तित करके नेत्र भाग तक पहुँचाता है। कैसग्रेन डिज़ाइन में, एक द्वितीयक दर्पण प्राथमिक दर्पण में बने एक छेद के माध्यम से प्रकाश को वापस परावर्तित करता है। रिची-क्रेटियन और ग्रेगोरियन जैसे अन्य डिज़ाइन विभिन्न उद्देश्यों के लिए अलग-अलग दर्पण व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं।

लेंस की तुलना में दर्पण बहुत बड़े बनाए जा सकते हैं, क्योंकि दर्पण को पीछे से सहारा दिया जा सकता है। यही कारण है कि दुनिया की सबसे बड़ी दूरबीनें परावर्तक हैं। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप में 6.5 मीटर का खंडित दर्पण है। चिली में निर्माणाधीन एक्सट्रीमली लार्ज टेलीस्कोप में 39 मीटर का दर्पण होगा। ये उपकरण किसी भी लेंस की तुलना में कहीं अधिक प्रकाश एकत्रित करते हैं।

न्यूटन की डिजाइन आज भी उपयोग में है, हालांकि आधुनिक दूरबीनें कहीं अधिक उन्नत हैं। सिद्धांत वही है: एक घुमावदार दर्पण, एक फोकस और ब्रह्मांड की छवि।