Τα καταδιοπτικά τηλεσκόπια είναι οπτικά όργανα που αναπηδούν μια εισερχόμενη εικόνα από τους καθρέφτες μέσα στο περίβλημα του τηλεσκοπίου, προκειμένου να αυξηθεί η εστιακή απόσταση και η μεγέθυνση του οργάνου. Αυτό το οπτικό σύστημα σχηματισμού εικόνας έχει επίσης εφαρμοστεί σε άλλο εξοπλισμό, όπως μικροσκόπια και φωτογραφικούς τηλεφακούς. Συγκρίσιμη ποιότητα και χωρητικότητα μπορεί να επιτευχθεί με τα σύγχρονα μοντέλα με σχεδόν το μισό κόστος και το ένα τρίτο του μεγέθους σε σύγκριση με ισοδύναμα μοντέλα κατασκευασμένα μόνο από γυάλινους φακούς. Είναι μια ιδιαίτερα δημοφιλής επιλογή για ερασιτέχνες αστρονόμους.
Καθώς το φως, που αντανακλάται από ή εκπέμπεται από ένα μακρινό αντικείμενο, εισέρχεται σε ένα τηλεσκόπιο, ένα σύστημα κυρτών και κοίλων γυάλινων φακών που ονομάζεται διοπτρία κάμπτει το φως για να χτυπήσει έναν δακτυλιοειδή καθρέφτη κοντά στο πίσω μέρος του σκοπευτηρίου. Ο καθρέφτης αντανακλά το φως πίσω από το τηλεσκόπιο. Στη συνέχεια, αναχαιτίζεται από έναν άλλο μικρό, κυκλικό καθρέφτη χτισμένο κοντά στο μπροστινό μέρος του σκοπευτηρίου που το αντανακλά ξανά μέσω της κεντρικής οπής του πίσω καθρέφτη. Η χρήση τέτοιων κυρτών κατόπτρων για να κατευθύνουν το φως ονομάζεται κατοπτρική. Τα καταδιοπτικά τηλεσκόπια διαθλούν ή λυγίζουν το φως με γυάλινους φακούς και αντανακλούν ή ανακατευθύνουν το φως με επιφάνειες με καθρέφτη.
Ο χειρισμός του φωτός με αυτόν τον τρόπο είχε εξασκηθεί εδώ και πολύ καιρό, αλλά οι εφαρμογές ακριβείας άρχισαν να επινοούνται στις αρχές του 19ου αιώνα. Τα πρώτα καταδιοπτικά τηλεσκόπια ονομάζονταν διαλύτες για τη χρήση πολλαπλών γυάλινων φακών για τη διόρθωση ορισμένων από τις φυσικές εκτροπές του φωτός όταν διαθλάται μέσω κρυσταλλικών δομών. Το 1876 ένας Γάλλος μηχανικός βελτίωσε αυτό και εφηύρε τον ομώνυμο «καθρέφτη Mangin», ο οποίος συνδυάζει έναν γυάλινο φακό με έναν ασημί καθρέφτη για να διορθώσει τις ανακλαστικές εκτροπές του φωτός.
Οι επακόλουθες βελτιώσεις αφορούσαν την αποτελεσματικότητα του σχεδιασμού, την ελαχιστοποίηση των εμποδίων από το μονοπάτι του φωτός και άλλα τεχνικά ζητήματα. Οι περισσότερες προσπάθειες βελτίωσης ήταν η διόρθωση για τον ένα ή τον άλλο τύπο εκτροπής φωτός χωρίς να καταφύγουμε στην αναποτελεσματική θεραπεία της προσθήκης ενός άλλου στοιχείου διοπτρίας γυαλιού. Ένα από τα πιο δημοφιλή εμπορικά σχέδια καταδιοοπτρικών τηλεσκοπίων ονομάζεται Schmidt-Cassegrain.
Σε αυτόν τον τύπο τηλεσκοπίου, το φως ανακλά και διασχίζει το μήκος του τηλεσκοπίου τρεις φορές πριν φτάσει σε ένα μόνο σημείο εστίασης. Ένα τηλεσκόπιο με ευθεία γραμμή εστίασης θα πρέπει να έχει τριπλάσιο μήκος και κωνικό σχήμα. Θα ήταν βαρύ και ακριβό με όλο το γυαλί ακριβείας που απαιτείται για τη διατήρηση της ακεραιότητας των ακτίνων φωτός. Τα καταδιοπτικά τηλεσκόπια, αντίθετα, είναι συμπαγείς κύλινδροι μεγάλης διαμέτρου. Το βαρύ γυαλί ελαχιστοποιείται και αντικαθίσταται με λεπτά, φθηνά φύλλα ασημί καθρέφτες γυαλισμένα με υψηλή ακρίβεια.