用这种望远镜观看时，如同折射望远镜一样，观测者直接对着物体的方向观测。但是这种反射镜的镜面要求较高，磨制起来比较困难，并且镜筒长和曲度较大。所以格里高里始终没能造出一架可以用来工作的反射望远镜。但是，他的理论丝毫没有错，后来有人据此制作的“格里式望远镜”一直工作得很好。
1672年法国人N·卡塞格林提出新的反射望远镜设计方案。他对格里高里式望远镜进行改进，主镜仍是中心有孔的凹抛物面镜，只是把副镜磨制成凸双曲面镜。当来自天体平行主轴的光线，投射到主镜上，再经过主镜反射，在镜前聚焦，在光束尚未完全汇聚时，又受到在主焦点前的副镜再一次反射，使光线发散，然后穿过主镜中心孔后再聚焦，此焦点又称卡塞格林焦点。同样在此焦点处用目镜观看，则可看到再放大的像。
这种反射望远镜称为卡塞格林望远镜，简称卡式望远镜。卡式望远镜焦距长而镜筒短，得到倍率大、星像大的好效果。拍摄天体也可得到大而清晰的像。若将卡式的副镜换成平面镜，安放在与光轴成45°角的位置，这样可改成牛顿式望远镜，在侧面成像。因为这种望远镜有2种光路成像系统，所以又称为耐司姆斯望远镜。
在反射望远镜加工制造者中，最为突出的是英国天文学家威廉·赫歇尔（1738~1822年）。赫歇尔生于德国的汉诺威，1757年迁居英国。起初在英国生活时，由于能吹一手小号，先是担任音乐教师，但他的兴趣很广泛，特别渴望观测浩瀚的宇宙、观测美丽的行星和神奇的恒星。他曾租了一架长60厘米的格里高里式望远镜，对星空进行观测，但效果不好。
若要购置较好的望远镜，因为经济条件窘困又难以实现。于是赫歇尔下决心自己磨制望远镜了。1772年，他把妹妹卡罗琳从汉诺威接到英国，照料自己的生活，以便自己能够专心投入磨镜子的工作。他磨制第一块镜子时非常刻苦顽强，一天连续磨制好几个小时，有一次竟达16小时，连吃饭都顾不上，只好让妹妹给他喂饭吃。凭着这种坚忍不拔的精神，终于磨制出了第一块直径为15厘米的反射镜，并制作了一架长2.1米，可放大40倍的牛顿式反射望远镜。
他用这架望远镜观看了猎户座大星云，并且清楚地观测到了土星光环。特别是在1781年3月13日，赫歇尔在观测天体时，偶然在望远镜中看到的天体不是个光点而呈现出一个圆面。开始他认为发现了新彗星，但进一步观测，发现这个天体像行星那样环绕太阳运动，以后证实这是一颗离太阳远达28亿千米的新行星，被命名为天王星。
天王星天王星的发现轰动了英国，赫歇尔立即被选为英国皇家学会会员，被授予显赫的荣誉，获得了科普利奖。赫歇尔一生中磨制了数百架天文望远镜，其中在1786年磨制了最大的一架望远镜，口径为122厘米，镜筒长为12.2米。这个庞然大物在巨大的构架中竖立起来，看上去活像一尊指向天空的大炮，人们进行观测时需要爬到镜筒内寻找焦点。它所设计的光路称为赫式望远镜，望远镜将主镜斜放镜筒一端，将会聚光束的焦点靠近前方，去掉副镜直接用目镜进焦点处进行观测。当他使用这个庞然大物在观测的第一夜，就发现了土星的2颗新卫星。以后观测银河系也取得很大成功。赫歇尔不愧为在天文学发展史上立下丰功伟绩的全能天文学家。
19世纪中叶，制作反射望远镜口径最大的是英国天文学家罗斯伯爵，他出身贵族，喜好天文，在1842年他开始筹措制造口径184厘米的大反射望远镜，历经3年的磨制，曾4次失败。目前在天文观测中，反射望远镜已成为现代天文观测的常用工具。世界上已建造口径在2米以上的反射望远镜有15台之多，超过5米口径以上的反射望远镜，已有3台。最著名的是安装在美国帕洛马山的天文台内的508厘米反射望远镜。制造这架望远镜，曾经历了许多风风雨雨。
1928年美国天文学家海尔已近晚年，当时洛杉矶城市已很繁荣，城市灯光很亮，离此城不远的威尔逊山天文台受到干扰，为避免城市灯光干扰，并且提高观测能力，海尔决定在距离威尔逊东南145千米的帕洛马山上，建造了一个508厘米的大反射望远镜。他首先经过严格挑选光学玻璃，磨制前在玻璃背面钻100多个孔洞，使镜后成为蜂窝状，中心钻孔为1.1米。经过漫长的时间磨制，总共磨掉4500千克的玻璃，研磨过程中，消耗掉了28吨金刚砂，最后镜重为1.45吨，直到1948年才建成。可惜的是1938年海尔与世长辞了，没能看到这架大望远镜的建成，为纪念他的卓越贡献，将此架望远镜命名为“海尔望远镜”。
这是全世界望远镜中的佼佼者。这架望远镜的建成，为天文学的发展起到了推波助澜的作用。它能探测到宇宙中远达12亿光年的暗弱天体，探测人们所不知道的恒星和星系的秘密，极大地开阔了人类的眼界，扩大了人类认识宇宙的范围，取得的一系列新成果，使天文学向前迈进了一大步。
随着科学技术水平的不断提高，人们在制作大口径反射望远镜方面也不断有所提高。前苏联科学院磨制的口径6米的反射望远镜，1976年安装在俄罗斯高加索山上泽连丘克斯卡亚。进入90年代美国又在夏威夷莫纳克亚建成了10米口径大型反射望远镜。我国口径最大的2.16米反射望远镜是1988年在北京天文台河北兴隆观测站落成的。这个观测站地处长城北侧、海拔960米的燕山主峰南麓，这也是一个天体物理光学观测的基地。
知识点凯克望远镜
凯克望远镜，为位于在太平洋夏威夷岛上的一座天文望远镜，坐落在海拔4200多米人迹罕至的莫纳克亚山上。由加州理工大学建造，口径达10米。莫纳克亚山上的大气的清洁度很高，大部分时间里天气晴朗，许多世界一流的大望远镜都集中在这里。凯克望远镜是目前世界上最大的望远镜之一，耗资1.3亿美元，主要由美国的企业家凯克捐助修建。凯克望远镜有两台，分别建造于1991年和1996年，像足球那样的圆顶有11层楼高，凯克是以它的出资建造者来命名的。2001年才开始正式运行。由于它处在太平洋非常稳定的空气中，因此具有很高的分辨率，综合观测能力不在哈勃望远镜之下。
折反射式天文望远镜
折反射式望远镜顾名思义是将折射系统与反射系统相结合的一种光学系统，光线先透过一片透镜产生曲折，再经一面反射镜将光反射聚焦，这种结合折射与反射的光学系统就称为折反射式望远镜。它的物镜既包含透镜又包含反射镜，天体的光线要同时受到折射和反射。这种系统的特点是便于校正轴外像差。以球面镜为基础，加入适当的折射元件，用以校正球差，得以取得良好的光学质量。
由于折反射式望远镜能兼顾折射望远镜和反射望远镜的两种优点，非常适合业余的天文观测和天文摄影，并且得到了广大天文爱好者的喜爱。
应用最广泛的折反射式望远镜有施密特、施密特—卡塞格林系统、马克思托夫与马克思托夫—卡塞格林望远镜等4种类型。由于折反射望远镜具有视面大、光力强等特点，适合于观测延伸（彗星、星系、弥散星云等）天体，并可进行巡天观测，较适合天文爱好者使用。
施密特望远镜首先发明这种形式望远镜的是德国人施密特。1931年，德国光学家施密特用一块别具一格的接近于平行板的非球面薄透镜作为改正镜，与球面反射镜配合，制成了可以消除球差和轴外像差的施密特式折反射望远镜，他首先于1938年制作了第一部折反射式望远镜。这种望远镜光力强、视面大、像差小，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望远镜已经成了天文观测的重要工具。
施密特研磨了一片中央凸、周边凹、形状复杂的波浪形修正透镜，将这片修正透镜置于镜筒最前端，让光线进入后不是收缩聚焦，而是向外产生曲折，然后经后方的球面主镜反射聚焦。如果在焦点处放上底片，就是天文摄影专用的史密特照相机。若用第二面反射镜（副镜）将光线再反射到主镜后方的开孔，就称为施密特—卡塞格林式望远镜。1970年美国的一家公司首先量产了施密特—卡塞格林式望远镜，在大量生产下，价格非常便宜，而成为眼视观测者最爱使用的望远镜。
施密特—卡塞格林式的主要好处是它的光路经过折叠之后使镜筒可以缩成很短而矮胖，因而增加了可携带性，在观察行星和深空天体时的光学性能也都很好。
马克思托夫式的观察视野比施密特—卡塞格林式的狭窄，一般也比较重；但是较小的次镜使它的解析力比施密特—卡塞格林式的要好些。
望远镜口径越磨制越大，但是随着口径的增大，制作起来也越来越困难，近年来随着计算机在望远镜上的应用，1979年人们又产生了多面镜组合成反射望远镜的新思路。目前，第一架组合式望远镜，它是由6台口径为1.8米卡塞格林式望远镜组合成的，它们由计算机控制镜面姿态，组合成光力相当于单面主镜口径为4.5米的反射望远镜。这架新一代望远镜安装在美国麻省的威廉斯敦麦迪逊霍普金斯天文台。
1943年，俄罗斯的马克思托夫也发明了另一种折反射式望远镜。他用一片两面同曲率并同向主镜方向内凹的透镜作为修正镜，光线穿过修正透镜后产生曲折，然后经反射镜反射聚焦，再经第二反射镜（副镜）反射回主镜中央开孔处聚焦成像，所以称为马克思托夫—卡赛格林式望远镜。
大部分的马克思托夫—卡赛格林系统的副镜，都是直接在修正透镜后方中央部分镀上铝成为曲率同修正镜的副镜。如果改变上述副镜曲率，就称为RUMAK型，把副镜独立出来制作并向主镜靠近的就是SIMAK型，像差程度也照这顺序减少，性能也就越来越好。
大型光学天文望远镜
望远镜的集光能力随着口径的增大而增强，望远镜的集光能力越强，就能够看到更暗更远的天体，这其实就是能够看到了更早期的宇宙。天体物理的发展需要更大口径的望远镜。
但是，随着望远镜口径的增大，一系列的技术问题接踵而来。海尔望远镜的镜头自重达14.5吨，可动部分的重量为530吨，而6米镜更是重达800吨。望远镜的自重引起的镜头变形相当可观，温度的不均匀使镜面产生畸变也影响了成像质量。从制造方面看，传统方法制造望远镜的费用几乎与口径的平方或立方成正比，所以制造更大口径的望远镜必须另辟新径。
自20世纪70年代以来，在望远镜的制造方面发展了许多新技术，涉及光学、力学、计算机、自动控制、精密机械等领域。这些技术使望远镜的制造突破了镜面口径的局限，并且降低了造价和简化望远镜结构。特别是主动光学技术的出现和应用，使望远镜的设计思想有了一个飞跃。
较有代表性的大型光学望远镜有凯克望远镜、欧洲南方天文台甚大望远镜、双子望远镜等。下面对几个有代表性的大型望远镜分别作一些介绍：
凯克望远镜1号和2号分别在1991年和1996年建成，这是当前世界上已投入工作的最大口径的光学望远镜，因其经费主要由企业家凯克捐赠而命名。这两台完全相同的望远镜都放置在夏威夷的莫纳克亚，将它们放在一起是为了做干涉观测。
凯克望远镜它们的口径都是10米，由36块六角镜面拼接组成，每块镜面口径均为1.8米，而厚度仅为10厘米，通过主动光学支撑系统，使镜面保持极高的精度。焦面设备有3个：近红外照相机、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。
像凯克这样的大望远镜，可以让人们沿着时间的长河，探寻宇宙的起源，凯克望远镜更是可以让我们看到宇宙最初诞生的时刻。
