Un telescopio refractor trabaja doblando la luz con sus lentes. Recoge y enfoca la luz utilizando la lente del objetivo para hacer una imagen pequeña del objeto y utilizando la lente del ocular para ampliar la imagen.
La curvatura de la lente también influye en la calidad de las imágenes del telescopio. El tamaño de la imagen que produce la lente está directamente relacionado con la distancia focal de la lente. A medida que aumenta la distancia focal, también aumenta el tamaño de la imagen. Esta es una de las desventajas del telescopio refractor, ya que una distancia focal larga significa un telescopio largo. Otras desventajas del telescopio refractor incluyen la incapacidad de transmitir toda la luz, ya que se pierde algo de luz por absorción o reflexión y lentes grandes que pueden ser difíciles de obtener.
Galileo creó el primer telescopio de refracción con una lente primaria convexa y una lente ocular cóncava. Para permitir que su telescopio produzca la mayor claridad de imagen posible, Galileo utilizó las matemáticas para calcular la distancia entre las lentes. Pudo ver solo una pequeña parte del cielo en cualquier momento, y el telescopio produjo imágenes borrosas de aberración esférica. Este telescopio temprano magnificó los objetos tres veces, y sus creaciones posteriores fueron capaces de magnificar objetos hasta 30 veces.
