用反射鏡作物鏡的望遠鏡。反射望遠鏡光學性能的重要特點是沒有色差。在理論上，幾塊反射鏡的系統還可以消去其他像差，得到非常優良的成像品質；然而由於鏡面的互相擋光或需要很難加工的偏軸鏡，因而這類系統在具體安排或製作上受到一定的限制。實用的反射望遠鏡，為瞭避免像差，視場一般比較小，為瞭擴大視場，常加入像場改正透鏡。對於反射鏡的材料，隻要求它的膨脹係數較小、應力較小和便於磨制。在磨制好的反射鏡表面通常鍍有一層鋁膜，它對紅外區和紫外區都有較好的反射率，適於在較寬的波段段范圍研究天體的光譜和光度。另外，反射望遠鏡的鏡筒一般比較短。目前天文觀測所用的最大的折反射望遠鏡的口徑是1.34米，而比它口徑更大的望遠鏡都是反射望遠鏡。
反射望遠鏡中常用的有主焦點系統、牛頓系統、卡塞格林系統、格雷果裡系統、折軸系統等。現代的大型反射望遠鏡，大都通過鏡面的變換，在同一個望遠鏡上可以獲得主焦點系統（或牛頓系統）、卡塞格林系統和折軸系統。這些系統的焦點，分別稱為主焦點、牛頓焦點、卡塞格林焦點、格雷果裡焦點和折軸焦點等。單獨用上述一個系統作望遠鏡時，分別稱為牛頓望遠鏡、卡塞格林望遠鏡、格雷果裡望遠鏡、折軸望遠鏡。
在光學望遠鏡中，目前世界上最大的是蘇聯專門天體物理臺的口徑6米的反射望遠鏡。其他國傢有1架口徑5米的和7架口徑3.6～4.5米的反射望遠鏡。這些大型反射望遠鏡主要用於天體物理的研究工作，特別是暗弱天體的分光、測光和直接照相工作。