Wer genau das Teleskop erfunden hat, ist eine etwas verschwommene Frage. Seit jeher spielt man mit einfachen Linsen aus Bergkristall (Quarz), und es scheint, dass das Grundkonzept eines Teleskops um 1230 oder früher erkannt wurde. Ende des 13. Jahrhunderts wurden Konvexlinsen zur Korrektur der Weitsichtigkeit erfunden, während Konkavlinsen zur Kurzsichtigkeit 1451 von Nikolaus von Kues erfunden wurden. Da ein Basisteleskop nur eine Kombination aus einer konvexen und einer konkaven Linse in einem Montagetubus ist, war die grundsätzliche Möglichkeit da. Tatsächlich deuten verschiedene Schriften aus dem England des späten 16.
Doch erst 1608 begannen die Teleskope in den Niederlanden so richtig durchzustarten. Die Erfindung des Teleskops wird traditionell drei Personen zu verdanken: Hans Lippershey und Zacharias Janssen, Brillenmacher in Middleburg, und Jacob Metius aus Alkmaar. Bald darauf wurden Teleskope in größerer Stückzahl hergestellt und verbreiteten sich als Neuheit in ganz Europa. Somit ist 1608 das offiziell anerkannte Jahr für die Erfindung des Teleskops. Diese frühen Teleskope vergrößerten weit entfernte Objekte nur um den Faktor drei.
Als Teleskope noch sehr neu waren, erfuhr 1609 der bald berühmte italienische Astronom und Physiker Galileo Galilei bei einem Besuch in Venedig vom grundlegenden Bedienkonzept des Teleskops. Sobald er nach Padua zurückgekehrt war, baute er sofort eine, indem er einfach eine konvexe und eine konkave Linse in einem Tubus zusammenfügte. Er fertigte eine verbesserte Version an und zeigte sie dem Herrn von Venedig, Leonardo Donato, der sehr beeindruckt war. Galilei wurde danach auf Lebenszeit bei seiner Dozentur eingestellt, und sein Gehalt wurde verdoppelt.
Galileo verbesserte das Teleskop, bis es eine Vergrößerung von dreiunddreißig Durchmessern hatte. Anschließend entdeckte er mit seinem Teleskop die Monde des Jupiter, Flecken auf der Sonne, die Phasen der Venus und die Hügel und Täler des Mondes. Diese Entdeckungen machten ihn bis heute berühmt, und so werden Teleskope dieser Bauart auch heute noch Galileische Teleskope genannt.
Der andere große Teleskoptyp, das Spiegelteleskop, wurde Mitte des 16. Jahrhunderts vom englischen Landvermesser Leonard Digges erfunden, war jedoch relativ unpraktisch und wurde zu seiner Zeit nie weit verbreitet. Es blieb Isaac Newton überlassen, dem großen Physiker, der 1669 das erste praktische Spiegelteleskop baute.