Un telescop refractiv funcționează prin îndoirea luminii cu lentilele sale. Acesta adună și focalizează lumina utilizând lentila obiectivului pentru a face o imagine mică a obiectului și pentru a mări imaginea utilizând lentilele ocularului.
Curbura obiectivului influențează de asemenea calitatea imaginilor telescopului. Dimensiunea imaginii pe care o produce lentila este direct legată de lungimea focală a obiectivului. Pe măsură ce crește lungimea focală, crește și dimensiunea imaginii. Acesta este unul dintre dezavantajele telescopului refractar, deoarece o lungime focală lungă înseamnă un telescop lung. Alte dezavantaje ale telescopului refractar includ incapacitatea de a transmite toată lumina, deoarece se pierde o anumită lumină pentru absorbție sau reflecție și pentru lentilele mari care pot fi dificil de realizat.
Galileo a creat primul telescop refractor folosind o lentilă primară convexă și o lentilă concavă a ocularului. Pentru a permite telescopului să producă o imagine cât mai clară posibil, Galileo a folosit matematica pentru a calcula distanța dintre lentile. El a putut să vadă doar o mică parte a cerului în orice moment, iar telescopul a produs imagini fuzzy de la aberații sferice. Acest telescop timpuriu a crescut obiectele de trei ori, iar creatiile sale ulterioare au putut sa mareasca obiectele de pana la 30 de ori.
