自製望遠鏡，首先要掌握一些基本的光學知識。具體地講就是要掌握光的直線傳播定律、反射定律、折射定律等三個基本定律，以及有關的數理基礎所組成的幾何光學基本原理。
1、光的傳播、反射、折射定律；
2、光的直線傳播定律；
3、光在均勻透明的介質中是沿著直線方向傳播的。
光的反射定律
光線投射在兩種介質分界麵上時，便產生反射現象。光線在介質表麵反射時，一般遵守兩條規則；
(1)入射光線4，反射光線8和人射點法線況三者同在一個平麵內，人射光線和反射光線分居在法線的兩則。
(2）入射光與法線的夾角“（入射角）和反射光與法線的夾角(反射角）相等；
光的折射定律
當光線投射到兩種透明的不同介質界麵上時，從一種介質進人到另一介質內部的光，產生了改變原來投射方向的折射。一般光的折射，也遵守兩條規則；
（1）折射點和人射點的法線三者在同一平麵內，人射光線和折射光線分居於法線的兩側。
（2）入射角和折射角釋正弦之比對於一定的兩種介質來說是一個常數。
在一般天文望遠鏡的設計上，主要是以幾何光學中上述定律為基礎的。
光學元件的成像原理
一般天文望遠鏡所采用的光學元件，主要有反射鏡和透鏡兩類。無論哪一種，為了下麵討論方便，我們首先要掌握幾條定義；
頂點鏡麵的中心（用字母0表示），叫做鏡麵的頂電。
曲率中心球麵法線的交點叫做鏡麵的曲率中心曲率半徑由鏡麵曲率中心；到鏡麵的距離，叫做曲率半徑。
主光軸通過鏡麵頂點0和曲率中心的直線，叫做主光軸。
焦點任何一種球麵反射鏡或折射透鏡，當平行於主光軸的光線人射時，經反射鏡或折射透鏡反射或折射後，都能使光線發生發散或會聚現象，其光線或光線的延長線都相交於一點，這點叫做焦點。
實焦點平行於反射鏡或折射透鏡主光軸的入射光線，經反射鏡或折射透鏡的反射或折射後，其實際光線會聚的那一點，叫實焦點。
虛焦點平行於反射鏡或折射透鏡主光軸的入射光線，經反射鏡或折射透鏡的反射或折射後，光線不能直接會聚，隻有光線的延長線會聚於一點，這點便稱為虛焦點。
主平麵和主點有時為了簡化光學係統成像的作圖方法，在光學係統中另外設立兩個特殊的垂直於主光軸的平麵，即如果光線進人到光學係統內，與第一平麵相交於距離主光軸高度為&的點肘，那麼，在光線從光學係統出來時，與第二個平麵射相交的點射，仍然與主光軸具有距離。這兩個平麵，稱為第一主平麵和第二主平麵。第一主平麵和主光軸的交點，稱為第一主點；第二主平麵和主光軸的交點，稱為第二主點。這樣，從主點到光學係統的第一、第二焦點和廣點的距離，就是光學係統的第一焦距和第二焦距。對於薄透鏡來說，兩個主平麵是重合的。
根據上述定義，我們就能進一步討論天文望遠鏡的光學元件成像原理。而一般天文望遠鏡的光學元件，不外有反射鏡和折射―兩種。1反射鏡的成像原理
反射鏡可以分為凸反射鏡（凸鏡）、凹反射鏡（凹鏡）和平麵反射鏡（平鏡）3種。無論哪一種，其成像原理都可以根據反射定律進行討論。討論的數學方法很多，最簡單的是采用幾何圖解法。作圖的基本原則為；
(1）和主光軸平行的入射光線的反射光線必定經過焦點。相反地，根據光線的可逆性知道，通討焦點的人射光節點當與主光軸成一定傾角的一組平行光束入射時，出射光束將集中交於像方焦平麵上一點而從光學係統射出的光束中，必須能夠找到一條光線,與入射的某一條光線兩平行。同時，光線必定分別交於第一主平麵和第二主平麵上與主光軸距離相等的點和嚴點上；同理，凡過節點X的任何入射光線，都必定有一條與之平行的共輒出射光線通過焦點。對於兩麵共軛的薄透鏡來說，如果透鏡兩麵介質相同，那麼兩主點和兩節點都與透鏡中心重合。這就是透鏡的光心。故而一般作圖分析薄透鏡成像時，為了方便，可用透鏡主平麵代表薄透鏡。過光心光線，射出透鏡之後，其前進的方向不變。
線，到達鏡麵後，其反射光必然和主光軸平行。
(2)通過鏡麵曲率中心的人射光線的反射光必然沿入射光的路線反射，反射的方向和人射方向相反。
從物體上任一點出發的光線到達鏡麵上，必然遵循自製天文望遠鏡守光線的反射定律，即人射角等於反射角。