Năm 1611, nhà thiên văn học người Đức Kepler lấy hai mảnh thấu kính dạng thấu kính làm vật kính và thị kính, độ phóng đại rõ ràng được cải thiện, về sau người ta coi hệ thống quang học này là kính viễn vọng Kepler.

Năm 1757, Du Grand thông qua nghiên cứu về sự khúc xạ và phân tán của thủy tinh và nước, đã thiết lập cơ sở lý thuyết của thấu kính tiêu sắc, đồng thời sử dụng vương miện và kính đá lửa để sản xuất thấu kính tiêu sắc.Kể từ đó, kính thiên văn khúc xạ tiêu sắc đã thay thế hoàn toàn thân kính thiên văn gương dài.

Cuối thế kỷ XIX, cùng với công nghệ chế tạo được cải tiến, việc chế tạo kính thiên văn khúc xạ cỡ nòng lớn hơn là có thể, sau đó là đỉnh cao chế tạo kính thiên văn khúc xạ đường kính lớn.Một trong những tiêu biểu nhất là kính thiên văn Ekes đường kính 102 cm năm 1897 và kính thiên văn Rick đường kính 91 cm năm 1886.

Kính thiên văn khúc xạ có ưu điểm là tiêu cự, tỷ lệ tấm lớn, độ uốn của ống không nhạy, thích hợp nhất cho công việc đo đạc thiên văn.Nhưng nó luôn có màu dư, đồng thời hấp thụ bức xạ cực tím, hồng ngoại rất mạnh.Trong khi hệ thống rót thủy tinh quang học khổng lồ còn nhiều khó khăn thì đến chiếc kính thiên văn khúc xạ Yerkes được chế tạo năm 1897, sự phát triển đã đạt đến đỉnh cao, kể từ một trăm năm nay không một chiếc kính thiên văn khúc xạ nào lớn hơn xuất hiện.