A relação f / D dos refratores é geralmente em torno de 15. Costuma-se anotar abreviadamente f/15. Isto se deve a dois motivos principais: aberração cromática e aberração esférica.
Aberração cromática é uma distorção devida à característica ondulatória da luz durante sua propagação nos meios ópticos. A banda de luz visível abrange comprimentos de onda desde o ultra-violeta até o infra-vermelho (0,4 a 0,72 micrômetros). E cada comprimento de onda se comporta de maneira diferente quando a luz é refratada. O índice de refração está ligado à cor da luz que atravessa o meio refringente, ou seja, o índice de refração é função da freqüência da onda e assim, para cada cor teremos um desvio diferente (para uma lente isso é equivalente a dizer que, para cada cor, a lente terá foco principal em posição diferente). É aquele fenômeno que observamos na decomposição da luz em um prisma, criando o arco-íris, o espectro da luz. (Visite a Sala 9 de Óptica)
Para minimizar este problema, utilizamos duas lentes (doublet) ou mais lentes, que combinadas, forçam a coincidência dos raios no ponto focal. 
Esta correção é tanto mais difícil (e mais cara) quanto menor for a nossa relação f / D. Este problema complica a fabricação dos refratores, mas, como todo desafio esconde uma oportunidade, ele nos permitiu descobrir de que substâncias as estrelas são feitas através da análise de sua 'luz'. Foi assim que o Hélio (em grego Helius = Sol) foi descoberto no Sol antes de ser conhecido na Terra.

O telescópio refletor mais simples é o Newtoniano, inventado pelo astrônomo e matemático inglês, Sir Isaac Newton (1642-1727). O mesmo que conseguiu solucionar o problema da gravitação, permitindo o equacionamento das órbitas dos planetas e revolucionando a astronomia.
Como a luz é refletida, não atravessando a objetiva, ele não sofre da aberração cromática, nem precisa de vidro óptico de alta qualidade. Isto permitiu a fabricação de telescópios de grande abertura, com menores custos. Sir Isaac Newton usou um pequeno espelho plano diagonal, que intercepta os raios vindos da objetiva, jogando-os para a lateral do tubo, onde pode ser instalada a ocular.

Estes telescópios, se muito curtos apresentavam o mesmo problema da aberração esférica, já conhecido nos refratores. A solução matemática para o problema foi o uso de superfícies não-esféricas, no caso um parabolóide.

Foram construídos grandes telescópios newtonianos, que permitiram um avanço extraordinário da astronomia, mas estes telescópios eram difíceis de manusear, construídos sobre plataformas giratórias enormes e suspensos por cordas e roldanas. Eram necessárias várias pessoas para posicionar o telescópio e mantê-lo apontado, porque a rotação da terra tinha de ser compensada.
Em 1663 James Gregory sugeriu uma montagem combinada onde um espelho primário parabolóide concentrava a luz sobre um espelho hiperbolóide, também côncavo, que devolvia a luz através de um furo no primário para atingir a ocular. Apesar deste modelo ser promissor, não foi possível construí-lo na época, devido à falta de meios de teste. Em 1672 um francês de nome Cassegrain sugeriu um novo arranjo. 
Um primário parabolóide concentraria a luz sobre um secundário convexo hiperbolóide, que devolveria o feixe através do primário para a ocular. Este arranjo seria mais curto que o Gregoriano, e o espelho convexo minimizaria a aberração esférica do conjunto, enquanto o côncavo a agravaria, como provou mais tarde Jesse Ramsden.

Na tentativa de fabricar telescópios cada vez mais curtos, e conseqüentemente mais claros, com campo de visão maiores e de menor curvatura, vários especialistas-ópticos sugeriram combinações de superfícies não-esféricas.

Com o crescente uso do espectrômetro, foram desenvolvidos telescópios ainda mais curtos f/2 ou f/1 que permitiram sensibilizar chapas fotográficas no foco primário. Foram utilizadas lâminas corretoras, que permitiram o uso de espelhos primários esféricos nos arranjos Cassegrain. 
São os telescópios catadióptricos. Os mais famosos são os Schmidt, inventados por Bernhard Schmidt (1879-1935), que projetou e construiu vários deles. Originariamente projetado como telescópio fotográfico, tornou-se mais tarde o modelo preferido dos amadores, devido à sua grande abertura e facilidade de operação. Em 1941 um russo, D. D. Maksutov, desenvolveu um modelo matemático, onde todas as superfícies eram esféricas, e portanto, de mais fácil construção.