هناك نوعان رئيسيان من التلسكوبات، تصنفان حسب طريقة تجميع الضوء :

*

التلسكوبات الانكسارية (Refracting Telescopes):

تستخدم عدسة محدبة (lens) لجمع الضوء وتركيزه على نقطة واحدة لتشكيل الصورة. العدسة الأمامية تسمى العدسة الشيئية (objective lens). تتميز هذه التلسكوبات بسهولة الصيانة، وصورة حادة ذات انحراف لوني أقل (لكن ليس معدومًا) مقارنة ببعض أنواع التلسكوبات العاكسة. لكنها غالية الثمن عادةً لقطر عدسة كبير، وتتأثر بالانحراف الكروي والانحراف اللوني.

*

التلسكوبات العاكسة (Reflecting Telescopes):

تستخدم مرآة مقعرة (mirror) لجمع الضوء وتركيزه على نقطة واحدة لتشكيل الصورة. المرآة الرئيسية هي العنصر الرئيسي في جمع الضوء. تتميز هذه التلسكوبات بإمكانية صنعها بأحجام كبيرة نسبياً وبأسعار أقل، مع إمكانية تقليل الانحراف اللوني بشكل كبير (لكن ليس معدومًا). لكنها تحتاج إلى صيانة دورية لتنظيف وتلميع المرايا.

بالإضافة إلى هذين النوعين الرئيسيين، هناك أنواع هجينة تجمع بين ميزات كلا النوعين:

*

التلسكوبات الكاتاديوبترية (Catadioptric Telescopes):

تجمع بين العدسات والمرايا لتصحيح العيوب البصرية وتقليل الأحجام، وتشمل تصاميم مثل:
*

شيميدت-كاسيجرن (Schmidt-Cassegrain):

تصميم شائع يجمع بين مرآة رئيسية مقعرة ومرآة ثانوية محدبة وعدسة تصحيحية.
*

ماكسوتوف-كاسيجرن (Maksutov-Cassegrain):

مشابه لـ شيميدت-كاسيجرن، لكنه يستخدم عدسة تصحيحية منقوشة بدلاً من عدسة تصحيحية.

كما يمكن تصنيف التلسكوبات حسب الغرض منها:

*

تلسكوبات بصرية:

مخصصة للمراقبة البصرية للنجوم والكواكب وغيرها من الأجرام السماوية.
*

تلسكوبات راديوية:

تكتشف الإشعاعات الراديوية من الفضاء، وهي لا تستخدم العدسات أو المرايا العاكسة بنفس الطريقة التي تستخدمها التلسكوبات البصرية.
*

تلسكوبات الأشعة السينية:

تكتشف الأشعة السينية القادمة من الفضاء.
*

تلسكوبات أشعة جاما:

تكتشف أشعة جاما من الفضاء.

هذا تصنيف عام، وتوجد تصنيفات فرعية أكثر تفصيلاً بناءً على تصميمات محددة ومعايير أخرى.