แสงที่เราเห็นด้วยตา เป็นพลังงานในรูปแบบของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (The Electomagnetic Wave) ที่เกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุในอวกาศเหล่านั้น และเป็นเพียงรูปแบบเดียว ที่ตาของมนุษย์เรามองเห็น แต่ยังมีอีกหลายรูปแบบ ที่ตาเรามองไม่เห็น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่น้อย จะมีพลังงานต่ำ เช่น คลื่นวิทยุ หรือคลื่นอินฟราเรด ส่วนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูง ก็จะมีพลังงานมาก ได้แก่ คลื่นรังสีเอ็กซ์ หรือคลื่นรังสีแกมมา เป็นต้น
นับตั้งแต่โบราณกาล ผู้คนส่วนใหญ่รู้จักเพียงว่า เราสามารถมองเห็นสิ่งที่อยู่บนฟากฟ้าได้ ก็ต้องอาศัยแสง (ในช่วงคลื่นที่เรามองเห็น) เป็นตัวกลางเท่านั้น
ดังนั้น อุปกรณ์ช่วยในการดูดาวยุคแรกๆ จึงเป็นกล้องที่อาศัยหลักการหักเหของแสง ที่เรียกว่า "กล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง" (The Reflacting Telescope) ซึ่งถูกสร้างขึ้น ตั้งแต่ยุค 1570s โดยให้แสงหักเห ผ่านเลนส์วัตถุ (Object lens) ชนิดเลนส์นูน (Corvex lens) แล้วรวมแสงเข้าหาเลนส์ตา (Eye lens) ชนิดเลนส์เว้า (Concave lens) แล้วหักเหผ่านเลนส์ตาอีกครั้ง ทำให้ภาพที่ปรากฏ ขยายใหญ่ขึ้น 3-4 เท่า
ต่อมา กาลิเลโอ (Galileo Galilei, 1564-1642) นักดาราศาสตร์, นักคณิตศาสตร์ และนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี ได้พัฒนาให้มีกำลังขยายเพิ่มขึ้น เป็นประมาณ 20 เท่า ซึ่งทำให้กาลิเลโอมีชื่อเสียง และเป็นที่รู้จัก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเขานำกล้องโทรทรรศน์ที่สร้างขึ้น ไปสำรวจดวลจันทร์, ดาวพฤหัส และค้นพบดาวบริวารทั้งสี่ ของดาวพฤหัส และเสนอว่า โลกกลม กล้องดูดาวแบบหักเหแสง จึงมีอีกชื่อเรียกหนึ่งว่า "กล้องดูดาวแบบกาลิเลโอ" (Galileo's Telescope)
การเพิ่มกำลังขยาย ของกล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสงนี้ แปรตามระยะโฟกัสของเลนส์วัตถุ นั่นคือ การทำให้กำลังขยาย ของกล้องดูดาวเพิ่มขึ้น ระยะโฟกัสจะต้องมากขึ้น เลนส์ก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น และความยาวของกล้อง ก็ต้องมากตามไปด้วย ทำให้มีข้อจำกัดของกล้องประเภทนี้ อยู่ที่ความยาวของตัวมันเอง เนื่องจาก เมื่อของเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ เกิน 1 เมตรแล้ว มันจะรับน้ำหนักของตัวมันเองไม่ไหวนั่นเอง
ในปี ค.ศ. 1671 (พ.ศ. 2214) ไอแซค นิวตัน (Isaac Newton,1642-1727) ได้ออกแบบกล้องดูดาวขึ้นใหม่ โดยอาศัยกระจกเงาโค้ง แบบพาราโบล่า (Parabola) ที่สะท้อนแสง แล้วโฟกัสให้ตกลงบนเลนส์ตา (Eye lens) ชนิดเลนส์นูนอีกครั้ง ซึ่งมีข้อดีคือ นอกจากลดระยะความยาวของกล้องแล้ว ยังแก้ปัญหาของกล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง ที่ทำให้แสงที่หักเหนั้น แตกออกเป็นแถบแสงของสเปกตรัมได้อีกด้วย
กล้องที่อาศัยหลักการสะท้อนแสงนี้ มีชื่อเรียกว่า "กล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง" (The Reflecting Telescope) หรือมีอีกชื่อเรียกหนึ่งว่า "กล้องดูดาวแบบนิวตัน" (Newtonian's Telescope)
นอกจากนี้ นิวตันยังสามารถอธิบายปรากฏการณ์สเปกตรัม (Spectrum) ว่า แสงสีขาวที่เรามองเห็น ประกอบด้วย แสงสีต่างๆ ที่มีมุมหรือองศาการหักเหไม่เท่ากัน ทำให้ เมื่อแสงหักเหผ่านเลนส์ หรือปริซึมแล้ว จะแตกออกเป็นแถบสีที่เรียกว่า สเปกตรัม และทำให้ วัตถุที่มองผ่านกล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสง จะมองเห็นวัตถุมีวงแหวนคล้ายกับรุ้งกินน้ำอยู่รอบๆ
กระทั่งทุกวันนี้ กล้องดูดาวขนาดใหญ่ที่ใช้อยู่ ก็อาศัยกลักการพื้นฐานการสะท้อนของแสง แบบกล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อนแสง เป็นส่วนใหญ่ แม้กระทั่งมีการส่ง กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ ออกไปโคจรอยู่นอกโลกอย่าง กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิ้ล (The Hubble Space Telescope) เพื่อเลี่ยงการรบกวนแสง ที่เกิดจากชั้นบรรยากาศโลกก็ตาม
