望远镜的前面有一块直径大、焦距长的凸透镜，名叫物镜；后面的一块透镜直径小焦距短，叫目镜。物镜把来自远处景物的光线，在它的后面汇聚成倒立的缩小了的实像，相当于把远处景物一下子移近到成像的地方。而景物的倒像又恰好落在目镜的前焦点处，对着目镜望去，就好像拿放大镜看东西一样，可以看到一个放大了许多倍的虚像。因此，距离很远的景物，在望远镜里看来就仿佛近在眼前。