在反射式光学系统中,透镜功能由反射镜代替。其中,可使光线汇聚的凸透镜由凹面反射镜代替,可使光线发散的凹透镜由凸面反射镜代替。大型天文望远镜以及高分辨率航天相机中,均使用反射式光学系统。
反射式光学系统按照光轴特性可分为两大类:同轴光学系统和离轴光学系统。
同轴光学系统中,每个反射镜都是旋转对称的。这一特点,使得反射镜的加工难度与光学系统的装调集成难度都相对较小。受限于制造水平,大部分反射式光学系统基本上采用同轴结构形式。