物镜，它可以把远方目标发出的光会聚到焦点上（在焦点上呈像）；
目镜，它把物镜焦点上的像放大，使之在您的视网膜上呈像。这和放大镜的原理一样，它把小的物体放大后在您的视网膜上呈像，这样小的物体看起来就变大了。
天文望远镜的主要部件是：主镜筒、物镜、目镜。主镜筒的作用是：固定物镜，使之与目镜保持恰当的距离；阻止灰尘、湿气和干扰像质的杂光。物镜的作用是聚光和在焦点处呈像。目镜的作用是把物镜焦点处的像放大后在您的视网膜上呈像。

按照光学结构的不同天文望远镜可分为许多不同的种类，但比较常用的是两种：折射式天文望远镜（用光学透镜做物镜）和反射式天文望远镜（用曲面反光镜做物镜）。儘管两者可以达到一样的效果，但它们的光学结构是完全不同的。
折射式天文望远镜：折射式天文望远镜通常採用两片或多片镀膜透镜组合而成的消色差物镜。一般来讲，製作大口径（100mm以上）的组合透镜是非常困难的，所以常见的折射式天文望远镜的口径都不超过100mm。
反射式天文望远镜：反射式天文望远镜的物镜是一曲面反射镜（主镜）。在物镜的光路上放置了一个呈45度倾斜的小平面反光镜（副镜）以把物镜反射的光线转向镜筒一侧的目镜。反射式天文望远镜相对比较容易做到大的通光口径。这就意味着反射式天文望远镜可以有很强的聚光能力，可以用以观测昏暗的深空目标，以及用以天文拍照。

天文观测者应根据观测目的的不同来选用不同的天文望远镜。一般说来，普及性的天文观测多属于综合性的，要考虑"一镜多用"。选择天文望远镜时，一定要充分了解它的基本光学性能。评价一架望远镜的好坏，首先要看它的光学性能，其次看它的机械性能。天文望远镜的光学性能一般用下列指标来衡量：
有效口径（D）

焦距（F）

相对口径（NA）

视场（ω）

倍率（M）

分辨本领

贯穿本领