No começo da década de 1670, Newton construiu um novo tipo de telescópio, ao mesmo tempo diferente e mais potente. Consistia de um grande espelho na extremidade de um tubo fino. Era um tipo especial, curvo, chamado espelho côncavo. Se você o olha de frente, a curva se afasta - quase como quando se observa o interior de uma caverna diminuta. Olhando-se por trás, ela cresce em sua direção.Newton percebeu que, se a luz vinda de um objeto distante, como um planeta, atingisse esse espelho especial, ela seria rebatida para um ponto em frente dele. O espelho produzia o mesmo efeito que o da lente ocular, no telescópio refrator. A lente fazia a luz parecer vir de um objeto muito mais distante. Se a luz fosse, então, refletida para dentro de um ampliador ao lado do tubo, o observador poderia ver uma imagem ampliada do planeta. Newton denominou seu invento de "telescópio refletor".
O telescópio newtoniano, diferentemente do telescópio que utiliza apenas lentes de aumento para aproximar as imagens, usa um espelho esférico ou parabólico para captar a luz. A imagem refletida pelo espelho é captada por uma lente objetiva, que é responsável pelo foco. Newton, ao construir esse telescópio, resolveu o problema da aberração cromática que ocorria com os telescópios até então.
