Isaac Newton bouwde in 1668 de eerste spiegeltelescoop. In plaats van een lens te gebruiken om licht te focussen, gebruikte hij een gebogen spiegel. Dit ontwerp loste een probleem op dat refractietelescopen al lange tijd plaagde: chromatische aberratie. Lenzen buigen verschillende kleuren licht in verschillende mate, waardoor er regenboogeffecten ontstaan ​​rond heldere objecten. Spiegels reflecteren alle golflengten gelijkmatig, waardoor het beeld scherp blijft.

Een spiegeltelescoop gebruikt een primaire spiegel om licht op te vangen en te focussen. Bij het Newton-ontwerp reflecteert een kleine, platte spiegel bovenaan het licht naar de zijkant, naar een oculair. Bij het Cassegrain-ontwerp reflecteert een secundaire spiegel het licht terug door een opening in de primaire spiegel. Andere ontwerpen, zoals het Ritchey-Chrétien- en het Gregoriaanse ontwerp, gebruiken verschillende spiegelopstellingen voor verschillende doeleinden.

Spiegels kunnen veel groter worden gemaakt dan lenzen, omdat een spiegel aan de achterkant ondersteund kan worden. Daarom zijn de grootste telescopen ter wereld reflectortelescopen. De James Webb-ruimtetelescoop heeft een gesegmenteerde spiegel van 6,5 meter. De Extremely Large Telescope, die momenteel in Chili in aanbouw is, zal een spiegel van 39 meter hebben. Deze instrumenten vangen veel meer licht op dan welke lens dan ook.

Newtons ontwerp wordt nog steeds gebruikt, hoewel moderne telescopen veel geavanceerder zijn. Het principe is hetzelfde: een gebogen spiegel, een focuspunt en een beeld van de kosmos.