Isaac Newton a construit primul telescop cu reflexie în 1668. În loc să folosească o lentilă pentru a focaliza lumina, a folosit o oglindă curbată. Designul a rezolvat o problemă care afecta telescoapele refractoare: aberația cromatică. Lentilele curbează diferite culori ale luminii în cantități diferite, producând franjuri curcubeu în jurul obiectelor luminoase. Oglinzile reflectă toate lungimile de undă în mod egal, astfel încât imaginea rămâne clară.

Un telescop reflectorizant folosește o oglindă primară pentru a capta lumina și a o focaliza. În designul newtonian, o oglindă mică și plană, situată în partea de sus, reflectă lumina pe lateral către un ocular. În designul Cassegrain, o oglindă secundară reflectă lumina înapoi printr-un orificiu din oglinda primară. Alte modele, precum Ritchey-Chrétien și Gregorian, utilizează diferite aranjamente de oglinzi pentru scopuri diferite.

Oglinzile pot fi mult mai mari decât lentilele, deoarece o oglindă poate fi susținută din spate. De aceea, cele mai mari telescoape din lume sunt reflectoare. Telescopul spațial James Webb are o oglindă segmentată de 6,5 metri. Telescopul Extrem de Mare, aflat în construcție în Chile, va avea o oglindă de 39 de metri. Aceste instrumente adună mult mai multă lumină decât ar putea orice lentilă.

Designul lui Newton este folosit și astăzi, deși telescoapele moderne sunt mult mai sofisticate. Principiul este același: o oglindă curbată, un focar și o imagine a cosmosului.