Teleskop załamujący działa poprzez zginanie światła za pomocą soczewek. Gromadzi i skupia światło za pomocą soczewki obiektywu, aby wykonać niewielki obraz obiektu i użyć soczewki okularu, aby powiększyć obraz.
Krzywizna soczewki wpływa również na jakość obrazów teleskopu. Rozmiar obrazu wytwarzanego przez obiektyw jest bezpośrednio związany z ogniskową obiektywu. Wraz ze wzrostem ogniskowej zwiększa się również rozmiar obrazu. Jest to jedna z wad teleskopu refrakcyjnego, ponieważ długa ogniskowa oznacza długi teleskop. Inne wady teleskopu załamującego obejmują niezdolność do przesyłania całego światła, ponieważ niektóre światło jest tracone na absorpcję lub odbicie i duże soczewki, które mogą być trudne do wykonania.
Galileo wykonał pierwszy teleskop załamujący, używając wypukłej soczewki pierwotnej i wklęsłego obiektywu. Aby umożliwić jego teleskopowi uzyskanie możliwie wyraźnego obrazu, Galileo użył matematyki do obliczenia odległości między soczewkami. Był w stanie zobaczyć tylko niewielką część nieba w dowolnym czasie, a teleskop wytwarzał rozmyte obrazy z aberracji sferycznej. Ten wczesny teleskop powiększał obiekty trzy razy, a jego późniejsze dzieła były w stanie powiększyć obiekty do 30 razy.
