Qui a précisément inventé le télescope est une question quelque peu floue. Depuis avant l’histoire, les gens ont joué avec de simples lentilles en cristal de roche (quartz), et il semble que le concept de base d’un télescope a été reconnu en 1230 ou avant. La fin du XIIIe siècle a vu l’invention des lentilles convexes pour corriger la myopie, tandis que les lentilles concaves pour la myopie ont été inventées en 13 par Nicolas de Cuse. Étant donné qu’un télescope de base n’est qu’une combinaison d’une lentille convexe et concave dans un tube de montage, la possibilité de base était là. En fait, divers écrits de l’Angleterre de la fin du XVIe siècle suggèrent que des télescopes peuvent avoir été développés et utilisés là-bas par au moins quelques individus.
Pourtant, ce n’est qu’en 1608 aux Pays-Bas que les télescopes prennent vraiment leur envol. Le mérite de l’invention du télescope revient traditionnellement à trois personnes : Hans Lippershey et Zacharias Janssen, créateurs de lunettes travaillant ensemble dans la ville de Middleburg, et Jacob Metius d’Alkmaar. Peu de temps après, les télescopes ont commencé à être produits en plus grand nombre et se sont répandus dans toute l’Europe en tant qu’articles de nouveauté. Ainsi, 1608 est l’année officiellement reconnue pour l’invention du télescope. Ces premiers télescopes n’ont agrandi les objets lointains que d’un facteur environ trois.
Lorsque les télescopes étaient encore extrêmement nouveaux, en 1609, le futur astronome et physicien italien Galileo Galilei, qui allait devenir célèbre, a entendu parler du concept de fonctionnement de base du télescope lors d’une visite à Venise. Dès qu’il est rentré chez lui à Padoue, il en a immédiatement construit un, simplement en assemblant une lentille convexe et concave dans un tube. Il en fit une version améliorée, et la montra au seigneur de Venise, Leonardo Donato, qui fut très impressionné. Galilée a ensuite été installé à vie à son poste de professeur et son salaire a été doublé.
Galilée a amélioré le télescope jusqu’à ce qu’il ait un grossissement de trente-trois diamètres. Il a ensuite utilisé son télescope pour découvrir les lunes de Jupiter, les taches sur le Soleil, les phases de Vénus et les collines et vallées de la Lune. Ces découvertes l’ont rendu célèbre à ce jour, et les télescopes de cette conception sont donc encore appelés télescopes galiléens.
L’autre grand type de télescope, le télescope à réflexion, a été inventé par l’arpenteur anglais Leonard Digges au milieu du XVIe siècle, mais il était relativement peu pratique et ne s’est jamais répandu à son époque. Il a été laissé à Isaac Newton, le grand physicien, qui a construit en 16 le premier télescope à réflexion pratique.