Isaac Newton sestrojil svůj reflexní dalekohled jako důkaz své teorie, že bílé světlo se skládá ze spektra barev. Dospěl k závěru, že čočka každého lomeného dalekohledu bude trpět rozptylem světla na barvy (chromatickou aberací). Dalekohled, který sestrojil, používal jako objektiv zrcadla, která tento problém obcházela. K vytvoření primárního zrcadla Newton použil vlastní složení kovu sestávajícího ze šesti dílů mědi a dvou dílů cínu, což bylo rané složení zrcadlového kovu. Vymyslel prostředky pro tvarování a broušení zrcadla a možná jako první použil k leštění optického povrchu smolné kolečko. Pro zjednodušení konstrukce zvolil pro své zrcadlo kulový tvar namísto paraboly: přesvědčil se, že hlavní vadou refrakčních dalekohledů je chromatická, a nikoli kulová aberace. Ke svému reflektoru přidal to, co je charakteristickým znakem konstrukce „Newtonova dalekohledu“, sekundární „diagonální“ zrcadlo v blízkosti ohniska primárního zrcadla, které odráží obraz pod úhlem 90° do okuláru umístěného na boku dalekohledu. Tento jedinečný doplněk umožňoval pozorování obrazu s minimálním zakrytím objektivu zrcadlem. Vyrobil také celý tubus, montáž a příslušenství.
Newton svůj vynález popsal takto:
„Průměr koule, do níž byl kov vybroušen konkávně, byl asi 25 anglických palců a v důsledku toho délka přístroje asi šest a čtvrt palce. Oční sklo bylo planokonvexní a průměr koule, na kterou byla vybroušena konvexní strana, byl asi 1/5 palce nebo o něco méně, a v důsledku toho zvětšovalo 30 až 40krát. Jiným způsobem měření jsem zjistil, že zvětšuje 35krát. Konkávní kov měl otvor o velikosti jednoho palce a jedné třetiny, ale tento otvor nebyl ohraničen optickým kruhem, který by pokrýval končetinu kovu kolem dokola, nýbrž optickým kruhem umístěným mezi okulárem a okem a uprostřed perforovaným malým kulatým otvorem, kterým paprsky procházely do oka. Neboť tento kruh, umístěný zde, zastavil většinu chybného světla, které by jinak rušilo vidění. Srovnáním s docela dobrou perspektivou o délce čtyř stop, vytvořenou konkávním okulárem, jsem mohl číst na větší vzdálenost svým vlastním nástrojem než tímto okulárem. Přesto se v něm předměty jevily mnohem tmavší než ve skle, a to zčásti proto, že se více světla ztratilo odrazem v kovu než lomem ve skle, a zčásti proto, že můj přístroj byl přetížen. Kdyby se zvětšil jen třicetkrát nebo pětadvacetkrát, vypadaly by předměty svižněji a příjemněji.“ … „Objekt-kov byl dva palce široký a asi třetinu palce tlustý, aby se neprohýbal. Měl jsem dva takové kovy, a když jsem oba vyleštil, zkusil jsem, který je lepší, a ten druhý jsem znovu vybrousil, abych zjistil, zda ho mohu udělat lepší než ten, který jsem si ponechal.“
Newton popisuje dalekohled s objektivním konkávním primárním zrcadlem o průměru 2 palce (50 mm) a tloušťce 0,3 palce, vybroušeným tak, aby se vešel do koule o průměru 25 palců, což mu dává poloměr 12,5 palce a ohniskovou vzdálenost 6,25 palce (158 mm). Zrcadlo bylo zmenšeno na efektivní aperturu 1,3 palce umístěním disku s otvorem mezi oko pozorovatele a okulár. Dalekohled měl ploché diagonální sekundární zrcadlo odrážející světlo pod úhlem 90° na Plano-konvexní okulár s pravděpodobnou ohniskovou vzdáleností 4,5 mm, což dávalo jím pozorované 35násobné zvětšení. Newton uvedl, že dalekohled byl dlouhý 6,25 palce; to odpovídá délce přístroje vyobrazeného v jeho monografii „Opticks“. Zdá se, že druhý dalekohled, který byl předložen Královské společnosti, má delší ohniskovou vzdálenost, protože je výrazně delší než první dalekohled zobrazený na jeho ilustraci a popsaný v „Opticks“. Newton dokončil svůj první zrcadlový dalekohled koncem roku 1668 a poprvé o něm napsal v dopise Henrymu Oldenburgovi (tajemníkovi Královské společnosti) z 23. února 1669.“
Newton zjistil, že svým novým malým dalekohledem může pozorovat čtyři Galileovy měsíce Jupiteru a fázi srpku planety Venuše. Newtonův přítel Isaac Barrow předvedl dalekohled malé skupině z Královské společnosti v Londýně na konci roku 1671. Ti jím byli tak ohromeni, že jej v lednu 1672 předvedli Karlu II. Tento dalekohled zůstal v depozitáři Královské společnosti, dokud se nerozpadl a poté zmizel z jejich záznamů. Poslední zmínka o něm pochází z roku 1731 s tím, že z něj zbyla pouze dvě zrcadla.
Praktický potenciál prvního Newtonova dalekohledu se vyjasnil koncem 18. století, kdy největší reflektor narostl na téměř 50 palců apertury (126 cm), zatímco největší achromatický objektiv neměl více než asi 5 palců (13 cm).
Ohledně prvních dalekohledů, které Newton sestrojil, panovaly určité nejasnosti, ale nyní je jasné, že jeho prvním dalekohledem byl prototyp, který sestrojil v roce 1668. Ten vidělo jen několik přátel v Cambridgi a je o něm známo jen velmi málo. Tento prototyp měl zrcadlo o průměru něco málo přes palec, pravděpodobně 1,3 palce, a délku asi 6 palců. V pozdějších letech se Newton na tento prototyp odvolával jen zřídka, a proto se jeho druhý dalekohled často nazývá prvním.
Druhý Newtonův dalekohled byl vyroben v roce 1671; měl zrcadlo o průměru 2 palce a ohniskovou vzdálenost mezi 6,25″ a 6,3″. Vyrobil dvě zrcadla a pro dalekohled vybral to nejlepší. Tento dalekohled si nenechal dlouho, ale předložil jej Královské společnosti ke zkoumání. Zpráva o tomto dalekohledu těsně po jeho prezentaci v prosinci 1671 popisuje, že je asi 7 palců dlouhý a má průměr asi 2,25 palce. Obraz se pozoroval otvorem v boku tubusu „o velikosti velké špendlíkové hlavičky“. Trubice byla jednodílná a zrcadlo se pohybovalo zespodu nahoru, aby se zaostřilo. Byl namontován na kulovém držáku. Tento druhý dalekohled zůstal ve společnosti a do roku 1731 se rozpadl tak, že z něj zbyla jen dvě kovová zrcadla. Následně zmizel. Je jisté, že se nejedná o dalekohled, který má nyní Královská společnost v držení, protože toto zrcadlo obsahovalo stříbro a třetí zrcadlo dalekohledu neobsahuje stříbro, ale má přídavek arzénu. Ten Newton navrhl jako vylepšení svého druhého zrcadla dalekohledu, protože zjistil, že kov je kvůli stříbru příliš měkký.
Třetí Newtonův dalekohled sestrojil v letech 1671-1672 Newton a jeho „komorní kolega“ na Trinity College John Wickins. Newton uvedl, že Wickins odvedl lepší práci při vyfigurování zrcadla, než tomu bylo u jeho druhého dalekohledu. Tento dalekohled měl u sebe, když psal Optiku. Dalekohled se o nějaký čas později objevil v dílně přístrojářů Heath a Wing spolu s Newtonovým přístrojem, který patřil Edmondu Halleyovi. Je velmi pravděpodobné, že dalekohled přešel do rukou Halleyho a poté do rukou firmy Heath a Wing. U tohoto třetího dalekohledu poškodil Newton v roce 1694 zrcadlo při pokusu o jeho vyčištění. Předpokládá se, že zrcadlo bylo později restaurátory upraveno s ohledem na jeho zaslepený okulárový otvor v odpovídající vzdálenosti pro zrcadlo s ohniskovou vzdáleností 6,25 palce a novou polohu okuláru pro současnou ohniskovou vzdálenost zrcadla 8,5 palce. Současný mosazný okulár není původní a byl přidán později. Tento dalekohled byl restaurován firmou Heath a Wing a v roce 1766 byl představen Královské společnosti jako dalekohled, který vyrobil Newton. Později byla na tento dalekohled přidána tabulka s nesprávným nápisem, který tvrdil, že jde o jeho první dalekohled a že byl vyroben v roce 1671. Tento dalekohled pravděpodobně obsahuje původní zrcadla, přebroušená, část původní základny, původní nosnou tyč a možná i původní tubus nebo jeho části.