Un telescopio rifrattore funziona piegando la luce con i suoi obiettivi. Raccoglie e focalizza la luce utilizzando la lente dell'obiettivo per realizzare una piccola immagine dell'oggetto e utilizzando l'obiettivo dell'oculare per ingrandire l'immagine.
La curvatura dell'obiettivo influenza anche la qualità delle immagini del telescopio. La dimensione dell'immagine prodotta dall'obiettivo è direttamente correlata alla lunghezza focale dell'obiettivo. All'aumentare della lunghezza focale, aumenta anche la dimensione dell'immagine. Questo è uno degli svantaggi del telescopio rifrattore poiché una lunghezza focale lunga significa un lungo telescopio. Altri svantaggi del telescopio rifrattore includono l'incapacità di trasmettere tutta la luce poiché una certa luce viene persa per assorbimento o riflessione e lenti grandi che possono essere difficili da realizzare.
Galileo ha creato il primo telescopio rifrattore usando una lente primaria convessa e una lente oculare concava. Per consentire al suo telescopio di produrre un'immagine il più possibile libera, Galileo ha utilizzato la matematica per calcolare la distanza tra gli obiettivi. Era in grado di vedere solo una piccola parte del cielo in qualsiasi momento, e il telescopio produceva immagini sfocate dall'aberrazione sferica. Questo primo telescopio ingrandiva gli oggetti tre volte e le sue creazioni successive erano in grado di ingrandire oggetti fino a 30 volte.
