Isaac Newton baute sein Spiegelteleskop als Beweis für seine Theorie, dass sich weißes Licht aus einem Spektrum von Farben zusammensetzt. Er war zu dem Schluss gekommen, dass die Linse eines jeden Linsenfernrohrs unter der Streuung des Lichts in die Farben (chromatische Aberration) leiden würde. Das von ihm konstruierte Fernrohr verwendete Spiegel als Objektiv, die dieses Problem umgingen. Zur Herstellung des Primärspiegels verwendete Newton eine spezielle Metallzusammensetzung, die aus sechs Teilen Kupfer und zwei Teilen Zinn bestand, eine frühe Zusammensetzung von Spekulum-Metall. Er entwickelte Mittel zur Formgebung und zum Schleifen des Spiegels und war möglicherweise der erste, der eine Pechscheibe zum Polieren der optischen Oberfläche verwendete. Zur Vereinfachung der Konstruktion wählte er für seinen Spiegel eine Kugelform anstelle einer Parabel: Er hatte sich davon überzeugt, dass die chromatische und nicht die sphärische Aberration die Hauptfehler von Linsenteleskopen waren. Er fügte seinem Reflektor das hinzu, was die Konstruktion eines „Newton-Teleskops“ kennzeichnet: einen sekundären „diagonalen“ Spiegel in der Nähe des Brennpunkts des Hauptspiegels, um das Bild in einem Winkel von 90° auf ein seitlich am Teleskop angebrachtes Okular zu reflektieren. Dieser einzigartige Zusatz ermöglichte die Betrachtung des Bildes bei minimaler Verdeckung des Objektivspiegels. Er stellte auch den gesamten Tubus, die Montierung und die Beschläge her.
Newton beschrieb seine Erfindung wie folgt:
„Der Durchmesser der Kugel, zu der das Metall konkav geschliffen war, betrug etwa 25 englische Zoll, und folglich die Länge des Instruments etwa sechs Zoll und ein Viertel. Das Augenglas war plan-konvex, und der Durchmesser der Kugel, zu der die konvexe Seite geschliffen war, betrug etwa 1/5 eines Zolls oder etwas weniger, und folglich vergrößerte es zwischen 30 und 40 Mal. Durch eine andere Art der Messung fand ich eine 35-fache Vergrößerung. Das konkave Metall trug eine Öffnung von einem Zoll und einem dritten Teil, aber die Öffnung wurde nicht durch einen opaken Kreis begrenzt, der den Schenkel des Metalls rundherum bedeckte, sondern durch einen opaken Kreis, der zwischen dem Augenglas und dem Auge platziert und in der Mitte mit einem kleinen runden Loch perforiert war, durch das die Strahlen zum Auge gelangen konnten. Denn dieser Kreis, der hier platziert ist, stoppt viel von dem fehlerhaften Licht, das sonst die Sicht gestört hätte. Indem ich es mit einer ziemlich guten Perspektive von vier Fuß Länge verglich, die ich mit einem konkaven Augenglas gemacht hatte, konnte ich auf eine größere Entfernung mit meinem eigenen Instrument lesen als mit dem Glas. Dennoch erschienen die Gegenstände darin viel dunkler als im Glas, und zwar teils, weil mehr Licht durch Reflexion im Metall als durch Brechung im Glas verloren ging, und teils, weil mein Instrument zu stark aufgeladen war. Hätte es nur 30- oder 25-fache Vergrößerung gehabt, so hätte es das Objekt lebhafter und angenehmer erscheinen lassen“ … „Das Objekt-Metall war zwei Zoll breit und etwa ein Drittel Zoll dick, damit es sich nicht verbog. Ich hatte zwei dieser Metalle, und als ich sie beide poliert hatte, probierte ich, welches am besten war; und schleifte das andere noch einmal, um zu sehen, ob ich es besser machen könnte, als das, was ich behielt.“
Newton beschreibt ein Teleskop mit einem objektiven konkaven Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 2 Zoll (50 mm) und einer Dicke von 0,3 Zoll, der so geschliffen wurde, dass er auf eine Kugel mit einem Durchmesser von 25 Zoll passte, was ihm einen Radius von 12,5 Zoll und eine Brennweite von 6,25 Zoll (158 mm) gab. Der Spiegel wurde auf eine effektive Öffnung von 1,3 Zoll verkleinert, indem eine Scheibe mit einem Loch zwischen dem Auge des Beobachters und dem Okular angebracht wurde. Das Teleskop hatte einen flachen, diagonalen Sekundärspiegel, der das Licht in einem Winkel von 90° auf ein konvexes Plano-Okular mit einer Brennweite von 4,5 mm abstrahlte, was die von ihm beobachtete 35-fache Vergrößerung ergab. Newton gab an, das Teleskop sei 6,25 Zoll lang gewesen; dies entspricht der Länge des in seiner Monographie „Opticks“ abgebildeten Instruments. Es scheint, dass das zweite Teleskop, das der Royal Society vorgestellt wurde, eine längere Brennweite hat, da es deutlich länger ist als das erste, das in seiner Illustration gezeigt und in „Opticks“ beschrieben wird. Newton stellte sein erstes Spiegelteleskop Ende 1668 fertig und schrieb darüber erstmals in einem Brief vom 23. Februar 1669 an Henry Oldenburg (Sekretär der Royal Society)“.
Newton stellte fest, dass er mit seinem neuen kleinen Teleskop die vier Galileischen Monde des Jupiter und die Sichelphase des Planeten Venus sehen konnte. Newtons Freund Isaac Barrow zeigte das Teleskop Ende 1671 einer kleinen Gruppe von Mitgliedern der Royal Society of London. Sie waren davon so beeindruckt, dass sie es im Januar 1672 Karl II. vorführten. Das Teleskop blieb in den Beständen der Royal Society, bis es zerfiel und dann aus deren Aufzeichnungen verschwand. Die letzte Erwähnung stammt aus dem Jahr 1731 und besagt, dass nur noch zwei Spiegel vorhanden waren.
Das praktische Potenzial von Newtons erstem Teleskop wurde gegen Ende des 18. Jahrhunderts deutlicher, als der größte Reflektor eine Öffnung von fast 50 Zoll (126 cm) erreichte, während das größte Objektiv mit achromatischer Linse nicht mehr als 13 cm (5 Zoll) groß war.
Über die frühen Teleskope, die Newton baute, herrschte eine gewisse Unklarheit, aber es ist jetzt klar, dass sein erstes Teleskop ein Prototyp war, den er 1668 konstruierte. Dieser wurde nur von einigen Freunden in Cambridge gesehen und es ist nur sehr wenig darüber bekannt. Dieser Prototyp hatte einen Spiegel mit einem Durchmesser von etwas mehr als einem Zoll, wahrscheinlich 1,3 Zoll, und einer Länge von etwa 6 Zoll. Newton bezog sich in späteren Jahren nur selten auf diesen Prototyp, und so wird sein zweites Teleskop oft als sein erstes bezeichnet.
Newtons zweites Teleskop wurde 1671 gebaut; es hatte einen Spiegel von 2 Zoll Durchmesser und eine Brennweite zwischen 6,25″ und 6,3″. Er fertigte zwei Spiegel an und wählte den besten für sein Teleskop aus. Er behielt dieses Teleskop nicht lange, sondern übergab es der Royal Society zur Prüfung. Ein Bericht über dieses Teleskop kurz nach seiner Präsentation im Dezember 1671 beschrieb es als etwa 7 Zoll lang und mit einem Durchmesser von 2,25 Zoll. Das Bild wurde durch ein Loch in der Seite der Röhre betrachtet, das „ungefähr die Größe eines großen Stecknadelkopfes“ hatte. Die Röhre war einteilig und der Spiegel wurde von unten nach oben bewegt, um ihn zu fokussieren. Es war auf einer Kugelgelenkhalterung montiert. Dieses zweite Teleskop blieb bei der Gesellschaft und zerfiel bis 1731 so weit, dass nur noch die beiden Metallspiegel übrig waren. Danach verschwand es. Es ist sicher, dass es sich dabei nicht um das Teleskop handelt, das die Royal Society jetzt in ihrem Besitz hat, da dieser Spiegel Silber enthielt und der dritte Teleskopspiegel kein Silber, sondern Arsen enthält. Dies war etwas, das Newton als Verbesserung seines zweiten Teleskopspiegels vorschlug, da er fand, dass das Metall durch das Silber zu weich war.
Newtons drittes Teleskop wurde 1671-1672 von Newton und seinem „Kammerkollegen“ am Trinity College John Wickins gebaut. Er berichtete, dass Wickins den Spiegel besser als bei seinem zweiten Teleskop geformt hatte. Dies ist das Teleskop, das er bei sich hatte, als er Opticks schrieb. Das Teleskop tauchte einige Zeit später in der Werkstatt der Instrumentenbauer Heath and Wing auf, zusammen mit einem Instrument von Newtons, das Edmond Halley gehörte. Es ist sehr wahrscheinlich, dass das Teleskop erst an Halley und dann an Heath and Wing ging. Bei diesem dritten Teleskop wurde der Spiegel 1694 von Newton beim Versuch, ihn zu reinigen, beschädigt. Es wird vermutet, dass der Spiegel später von Restauratoren neu justiert wurde, wobei das gestopfte Okularloch in einem angemessenen Abstand für einen Spiegel mit einer Brennweite von 6,25 Zoll und die neue Okularposition für die aktuelle Spiegelbrennweite von 8,5 Zoll berücksichtigt wurde. Das aktuelle Messingokular ist nicht original und wurde später hinzugefügt. Dieses Teleskop wurde von Heath and Wing restauriert und 1766 der Royal Society als das von Newton gebaute Teleskop vorgestellt. Zu einem späteren Zeitpunkt wurde an diesem Teleskop eine Plakette angebracht, auf der fälschlicherweise behauptet wurde, es sei sein erstes Teleskop gewesen und 1671 hergestellt worden. Dieses Teleskop enthält wahrscheinlich die originalen, nachgeschliffenen Spiegel, einen Teil der originalen Basis, die originale Haltestange und möglicherweise den originalen Tubus oder Teile davon.