เรื่องราวของกล้องโทรทรรศน์เริ่มต้นขึ้นในกรุง Middelburg, Holland เมื่อ Jan Lippershey ช่างทำแว่นตาเป็นผู้ค้นพบเลนส์นูนและเลนส์เว้าโดยบังเอิญ จากการใช้เลนส์ 2 ชนิดนี้ส่องดูยอดของโบสถ์นอกร้านของตน ซึ่ง Jan Lippershey พบว่ายอดโบสถ์ที่เห็นจากเลนส์อยู่ใกล้เหมือนกับโบสถ์ตั้งอยู่ภายในร้านเลยทีเดียว ข่าวเรื่องความมหัศจรรย์ของแก้วนี้ก็ถูกแพร่ออกไปสู่ที่ต่าง ๆ จนกระทั่งปี ค.ศ. 1609 ข่าวความพิเศษของแก้วนี้ก็มาเข้าหูของ Galileo Galilei ที่อาศัยอยู่ในเมือง Padua (Padova) ประเทศอิตาลี ขณะนั้นกาลิเลโอมีอายุ 45 ปี ซึ่งเป็นทั้ง ครู,นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ กาลิเลโอใช้เลนส์ทั้งสองเปิดเผยความลี้ลับบนท้องฟ้าที่งดงามให้กับคนทั่วไปได้รับรู้ ในขณะที่ Lippershey ได้อนุเคราะห์กล้องโทรทรรศน์เพื่อใช้ในทางทหาร

ตลอดชีวิตของกาลิเลโอเขาได้ให้ความสำคัญกับอุปกรณ์เป็นอย่างมาก ทำให้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาใช้ถูกเรียกว่า กล้องโทรทรรศน์กาลิเลียน (Galilean telescope) กล้องของกาลิเลโอมีขนาดหน้ากล้องกว้าง 1 นิ้วเท่านั้น และมีกำลังขยายเพียง 32 เท่า ข้อเด่นของกล้องกาลิเลียนคือภาพที่ปรากฏจะเป็นภาพหัวตั้ง แต่ฟิลด์ในการมองภาพแคบมาก หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1611 Johann Kepler ก็ได้วางหลักการของกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงโดยใช้เลนส์นูนเป็นเลนส์ตา ทำให้ภาพของดาวกลับหัวแต่ไม่เกิดความแตกต่างของขนาดภาพ มีการปรับปรุงฟิลด์ในการมองให้กว้างขึ้น

การเปลี่ยนแปลงต่อมาของกล้องโทรทรรศน์จะมุ่งเน้นที่การเพิ่มกำลังขยาย ซึ่งกำลังขยายหาได้จากความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุที่อยู่หน้ากล้องหารด้วย ความยาวโฟกัสของเลนส์ตาที่อยู่ท้ายกล้อง ในขณะนั้นหลายคนคิดว่าการเพิ่มกำลังขยายก็ทำแค่เพิ่มความยาวของกล้องให้มีความยาวมาก ๆ และใช้เลนส์ตาที่มีขนาดความยาวโฟกัสสั้น ๆ ทำให้กล้องมีปัญหาเรื่องความคลาดสี ต่อมาในปี ค.ศ.1663 James Gregory ชาว Scotland ก็ได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้กระจกซึ่งถือได้ว่าเป็นต้นแบบของกล้องสะท้อนแสงในยุคต่อมา

จนกระทั่ง Isaac Newton (ค.ศ.1643-1627) นักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงได้พบแนวทางในการแก้ปัญหาความคลาดสีซึ่ง Newton อธิบายไว้ว่า ปัญหาความคลาดสีในกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง จะเกิดเมื่อแสงโค้งหรือหักเหระหว่างที่ผ่านเนื้อแก้วของเลนส์ ทำให้แสงบางช่วงคลื่นมีการหักเหมากกว่าช่วงคลื่นอื่น ๆ แต่ในอีกทางหนึ่งเมื่อใช้กระจกโค้งรับแสง กระจกจะสะท้อนแสงทุกช่วงคลื่นได้เหมือน ๆ กัน แต่ก็ยังมีปัญหาในเรืองความคลาดทรงกลม (Spherical aberration) ทำให้ Newton สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้นโดยใช้กระจกโค้งในปี ค.ศ. 1672 แต่ก็ยังไม่มั่นใจในคุณภาพของกล้องที่ได้มากนัก แต่ความนิยมของกล้องแบบนี้มีมาเรื่อย ๆ เป็นเวลาถึง 50 ปี จนกระทั่งปี ค.ศ.1723 เมื่อ John Hadley ชาวอังกฤษได้เสนอกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงโดยใช้กระจกพาราโบลา ต่อสมาคมดาราศาสตร์แห่งชาติของอังกฤษ (Royal Astronomical Society) ซึ่งขณะนั้นมีกล้องแบบหักเหแสงที่ถือได้ว่ามีคุณภาพเยี่ยมโดยมีความยาวโฟกัสสูงถึง 123 ฟุต ในขณะที่กล้องของ Hadley ที่เสนอมีความยาวโฟกัสเพียง 5 ฟุต และเส้นผ่าศูนย์กลางของหน้ากล้องกว้างเพียง 6 นิ้วเท่านั้น แต่ความคมชัดและขนาดของภาพก็ไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าแบบหักเหแสงมากเท่าใดนัก

ตามที่ Hadley ได้นำเสนอกล้องสะท้อนแสงโดยใช้กระจกพาราโบลานั้น ทำให้ Sir William Herschel ได้นำหลักการไปปรับปรุงกล้องแบบสะท้อนแสงที่เส้นผ่าศูนย์กลางสูงถึง 48 นิ้ว

อย่างไรก็ตามกล้องโทรทรรศน์ทั้งแบบสะท้อนแสงและแบบหักเหแสง ก็ได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทำให้กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันมีขนาดที่เล็กลง และมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และเกิดกล้องโทรทรรศน์แบบใหม่อีกนั่นคือ กล้องโทรทรรศน์แบบผสม (Catadioptic Telescopes) แต่กล้องโทรทรรศน์แบบผสมก็กำเนิดมาพร้อม ๆ กันกับกล้องของนิวตันคือ ปี ค.ศ.1672 โดย Guillaume Cassegrain ชาวฝรั่งเศส

หอดูดาว MT.PALOMAR,Calif.USA.

กล้องสะท้อนแสงที่อยู่ในหอดูดาว MT.PALOMAR ขนาดหน้ากล้อง 200 นิ้ว ความยาวโฟกัส 55 ฟุต