牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜（平面的对角反射镜），再次改变方向进入目镜焦平面。
目镜为便于观察，被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。

牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，从而使您的每一分钱提供更加多的光线会集的力量。

牛顿反射望远镜系统使您能拥有焦距长达1000mm而仍然相对地紧凑和便携的望远镜。因为主镜被暴露在空气和尘土中，牛顿反射器望远镜要求更多维护与保养。
然而，这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化，对于那些想要一台价格经济，但仍然可以解决观测微弱，遥远的目标的用户来说，牛顿反射望远镜是一个理想的选择。

由于光学系统的原理，牛顿望远镜的成像是一个倒像，倒像并不影响天文观测，因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。通过正像镜等附加镜头，可以将图像校正过来，但会降低成像质量。

牛顿反射望远镜优势：
● 和折射和折反望远镜，同样口径成本最低，因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
● 紧凑合理，便携性好，焦距可达1000mm以上
● 由于焦比普遍较短(f/4到f/8)，更容易的获得较大的视野，具有较好的微弱深空天体观测性能，例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便，难度大于折反望远镜)
● 长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观，具有较好的月球和行星的观测性能
● 由于采用反射镜作为主镜，无色差
● 由于光线无须穿透物镜（它只从镜子的表面反射），所以不需要特别的玻璃材料，只需要能掌握住正确的反射面形状，且只需要处理一个表面（折射镜通常需要处理四个表面），因此非常适合非专业人士自制DIY。
● 目镜的位置在望远镜统前端，与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统，减少费用和增加便利性。

牛顿反射望远镜缺点：
● 一般不适合地面应用
● 容易产生彗形像差，造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零，随着镜子的视域呈线性的增加，也与焦距除以口径的商（焦比）的平方反比来扩散。
通常在焦比大于f/6的系统，彗形像差已经可以忽略掉，不会影响目视或摄影的结果。
焦比小于f/4的系统，虽然不能忽视彗形像差，但可以借由广视野和低倍率成像来避免。
透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上，让影像恢复原有的明锐（所谓的“施密特-牛顿式”）。
● 由于第二反射镜在光路的中间，会遮蔽掉部分的光线，支撑结构还会造成衍射形成所谓的“蜘蛛网”，并且降低对比（相对折射望远镜略有光线损失）。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的“蜘蛛网”。减少衍射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比，但圆形的“蜘蛛网”通常是因支撑不稳，而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除“蜘蛛网”，但三支脚造成的“蜘蛛网”会给人一种审美上的良好观感。
● 牛顿反射望远镜的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离，这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。