原理：

物鏡是會聚透鏡而目鏡是發散透鏡的望遠鏡。光線經過物鏡折射所成的實像在目鏡的後方（靠近人目的後方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經它折射後成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等於物鏡焦距與目鏡焦距的比值。

其優點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。把兩個放大倍數不高的伽利略望遠鏡並列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調節其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看錶演等。

他先觀測到了月球的高地和環形山投下的陰影，接著又發現了太陽黑子，此外還發現了木星的4個最大的衛星。 自那以後，科學技術已經獲得了長足進步，光學技術的騰飛促使科學儀器不斷更新。當今最先進的地面望遠鏡具有龐大的結構，直徑達10米的靈活轉動鏡片。然而，現代高階的天文望遠鏡都是在前人基礎上發展起來的。

擴充套件資料：

伽利略發明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中佔有重要地位。它由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）構成。其優點是結構簡單，能直接成正像。

伽利略的折射望遠鏡有一個令人討厭的缺點，就是在明亮物體周圍產生“假色”。“假色”產生的癥結在於通常所謂的“白光”根本不是白顏色的光，而是由組成彩虹的從紅到紫的所有色光混合而成的。當光束進入物鏡並被折射時，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點也不同，模糊就產生了。