Isaac Newton construyó su telescopio reflector como prueba de su teoría de que la luz blanca está compuesta por un espectro de colores. Había llegado a la conclusión de que la lente de cualquier telescopio refractor sufriría la dispersión de la luz en colores (aberración cromática). El telescopio que construyó utilizaba espejos como objetivo que evitaban ese problema. Para crear el espejo primario, Newton utilizó una composición metálica a medida que consistía en seis partes de cobre y dos de estaño, una composición temprana de metal especular. Ideó medios para dar forma y rectificar el espejo y puede haber sido el primero en utilizar una vuelta de brea para pulir la superficie óptica. Eligió una forma esférica para su espejo en lugar de una parábola para simplificar la construcción: se había convencido de que la aberración cromática, y no la esférica, era el principal defecto de los telescopios refractores. Añadió a su reflector lo que es el sello distintivo del diseño de un «telescopio newtoniano», un espejo secundario «diagonal» cerca del foco del espejo primario para reflejar la imagen en un ángulo de 90° a un ocular montado en el lateral del telescopio. Esta adición única permitía ver la imagen con una obstrucción mínima del espejo objetivo. También fabricó todo el tubo, la montura y los accesorios.
Newton describió su invento de la siguiente manera:
«El diámetro de la esfera a la que se rectificó el metal de forma cóncava era de unas 25 pulgadas inglesas, y por consiguiente la longitud del instrumento de unas seis pulgadas y cuarto. El cristal del ojo era plano-convexo, y el diámetro de la esfera a la que se le rectificó el lado convexo era de aproximadamente 1/5 de pulgada, o un poco menos, y por consiguiente aumentaba entre 30 y 40 veces. Por otra forma de medir, descubrí que aumentaba 35 veces. El metal cóncavo tenía una abertura de una pulgada y un tercio, pero la abertura no estaba limitada por un círculo opaco que cubriera todo el miembro del metal, sino por un círculo opaco colocado entre el anteojo y el ojo, y perforado en el centro con un pequeño agujero redondo para que los rayos pasaran al ojo. Porque este Círculo, al ser colocado aquí, detuvo gran parte de la luz errónea, que de otro modo habría perturbado la visión. Comparándolo con una perspectiva bastante buena de cuatro pies de longitud, hecha con un catalejo cóncavo, pude leer a mayor distancia con mi propio instrumento que con el catalejo. Sin embargo, los objetos parecían mucho más oscuros en ella que en el cristal, y eso en parte porque se perdía más luz por reflexión en el metal que por refracción en el cristal, y en parte porque mi instrumento estaba sobrecargado. Si se hubiera ampliado sólo 30 o 25 veces, habría hecho que el objeto pareciera más vivo y agradable» … «El objeto-metal era de dos pulgadas de ancho, y de un tercio de pulgada de espesor, para evitar que se doblara. Tenía dos de estos metales, y cuando hube pulido ambos, probé cuál era el mejor; y volví a moler el otro, para ver si podía hacerlo mejor, que el que conservaba.»
Newton describe un telescopio con un espejo primario cóncavo objetivo de 2 pulgadas (50 mm) y 0,3 de pulgada de grosor, rectificado para adaptarse a una esfera de 25 pulgadas de diámetro, lo que le daba un radio de 12,5 pulgadas y una distancia focal de 6,25 pulgadas (158 mm). El espejo se redujo a una apertura efectiva de 1,3 pulgadas colocando un disco con un agujero entre el ojo del observador y el ocular. El telescopio tenía un espejo secundario diagonal plano que hacía rebotar la luz en un ángulo de 90° hacia un ocular Plano-convexo con una distancia focal probable de 4,5 mm, lo que le permitía observar un aumento de 35 veces. Newton dijo que el telescopio tenía una longitud de 6,25 pulgadas; esto coincide con la longitud del instrumento representado en su monografía «Opticks». Parece que el segundo telescopio, que fue presentado a la Royal Society, tiene una mayor longitud focal, ya que es significativamente más largo que el primero mostrado en su ilustración y descrito en «Opticks». Newton completó su primer telescopio reflector a finales de 1668 y escribió por primera vez sobre él en una carta del 23 de febrero de 1669 a Henry Oldenburg (secretario de la Royal Society)».
Newton descubrió que podía ver las cuatro lunas galileanas de Júpiter y la fase creciente del planeta Venus con su nuevo y pequeño telescopio. El amigo de Newton, Isaac Barrow, mostró el telescopio a un pequeño grupo de la Royal Society de Londres a finales de 1671. Quedaron tan impresionados con él que hicieron una demostración para Carlos II en enero de 1672. Este telescopio permaneció en el depósito de la Royal Society hasta que se desintegró y luego desapareció de sus registros. La última referencia a él fue en 1731 diciendo que sólo quedaban dos espejos del mismo.
El potencial práctico del primer telescopio de Newton se hizo más claro a finales del siglo XVIII, cuando el reflector más grande había crecido hasta casi 50 pulgadas de apertura (126 cm) mientras que el objetivo de la lente acromática más grande no pasaba de unas 5 pulgadas (13 cm).
Ha habido cierta falta de claridad sobre los primeros telescopios que construyó Newton, pero ahora está claro que su primer telescopio fue un prototipo que construyó en 1668. Sólo lo vieron unos pocos amigos en Cambridge y se sabe muy poco de él. Este prototipo tenía un espejo de poco más de una pulgada de diámetro, probablemente 1,3 pulgadas, y alrededor de 6 pulgadas de longitud. Newton rara vez se refirió a este prototipo en años posteriores, por lo que su segundo telescopio suele llamarse el primero.
El segundo telescopio de Newton fue fabricado en 1671; tenía un espejo de 2 pulgadas de diámetro y una longitud focal de entre 6,25″ y 6,3″. Hizo dos espejos y eligió el mejor para el telescopio. No conservó este telescopio mucho tiempo, sino que lo presentó a la Royal Society para que lo examinara. Un relato de este telescopio justo después de su presentación en diciembre de 1671 lo describe como de unas 7 pulgadas de largo y unas 2,25 pulgadas de diámetro. La imagen se veía a través de un agujero en el lateral del tubo «del tamaño de la cabeza de un gran alfiler». El tubo era de una sola pieza y el espejo se movía hacia arriba desde la parte inferior para enfocarlo. Estaba montado en una rótula. Este segundo telescopio permaneció en la sociedad y en 1731 se había desintegrado hasta el punto de que sólo quedaban los dos espejos metálicos. Posteriormente, desapareció. Es seguro que este no es el telescopio que la Royal Society tiene ahora en su poder, ya que este espejo contenía plata y el tercer espejo del telescopio no contiene plata, pero tiene la adición de arsénico. Esto fue algo que Newton propuso como una mejora en el espejo de su segundo telescopio ya que encontró que el metal era demasiado blando debido a la plata.
El tercer telescopio de Newton fue construido en 1671-1672 por Newton y su «compañero de cámara» en el Trinity College John Wickins. Informó que Wickins hizo un mejor trabajo de cálculo del espejo que el que había hecho en su segundo telescopio. Este es el telescopio que tenía a su lado cuando escribía Opticks. El telescopio apareció algún tiempo después en la tienda de los fabricantes de instrumentos Heath y Wing junto con un instrumento de Newtons que pertenecía a Edmond Halley. Es muy probable que el telescopio haya pasado a Halley y luego a Heath y Wing. El espejo de este tercer telescopio fue dañado en 1694 por Newton al intentar limpiarlo. Se cree que el espejo fue posteriormente reformado por los restauradores teniendo en cuenta su orificio de ocular tapado a una distancia adecuada para un espejo de 6,25 pulgadas de longitud focal y la nueva posición del ocular para la actual longitud focal del espejo de 8,5 pulgadas. El actual ocular de latón no es original y fue añadido posteriormente. Este telescopio fue restaurado por Heath y Wing y presentado a la Royal Society en 1766 como el telescopio que había fabricado Newton. En una fecha posterior se añadió a este telescopio una placa con una inscripción incorrecta en la que se afirmaba que era su primer telescopio y que había sido fabricado en 1671. Este telescopio probablemente incluye los espejos originales, rectificados, parte de la base original, la barra de soporte original y posiblemente el tubo original o partes de él.