Hacia 1600 Lipperhey introdujo el catalejo o telescopio refractor. Su sistema consiste básicamente en dos lentes: la primera es el objetivo, que concentra la luz que proviene de objetos lejanos; la segunda lente, el ocular, cumple el papel de una lupa para ampliar el tamaño de la imagen. El movimiento del ocular (deslizando catalejo) sirve para acomodar (enfocar) el sistema objetivo-ocular-ojo del observador para producir una imagen nítida en la retina de este último.

En realidad, tanto el ocular como el objetivo son siempre sistemas complejos de varias lentes que corrigen diversas aberraciones; pero para comprender el funcionamiento de este aparato nos basta con un sistema de dos lentes como el que podemos estudiar en el telescopio.