牛顿式望远镜为反射式望远镜的一种，也为迄今为止用的最广泛的反射式望远镜，第一架反射式望远镜诞生于1668年。牛顿决定采用球面反射镜作为主镜。他用2.5厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45度角的反射镜，使经过主镜反射后的汇聚光经反射镜以90度角反射出镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。它的球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。
牛顿反射式天文望远镜原理
光的反射。
牛顿反射望远镜由抛物面的主镜和平面次要镜所构成，以对着光轴45度的角度将平面次要镜装在从主镜反射过来的光的焦点的稍微前方这种结构最为简单，影像反差较高。
