В развитии техники построения больших и оптически сильных телескопов, вследствие аберрации, которую они давали, и целого ряда технических трудностей, встретились сначала значительные препятствия, заставившие обратиться от рефракторов, то есть труб с преломляющими стеклами, к рефлекторам — трубам с отражающими металлическими зеркалами.
Особенно плодотворными оказались исследования при помощи рефлекторов В.Гершеля, который сам их строил. Со времени усовершенствований, внесенных Фраунгофером в практическую оптику, то есть с начала 19 века, рефракторы опять заняли первенствующее место и достигли в начале 20 века гигантских размеров (наибольшие рефракторы имеются теперь на обсерватории Иеркса близ Чикаго — его объектив имеет 101,6 см в диаметре, и у нас в Симеизе — 104,1 см).
Установка рефракторов должна доставить возможность наблюдателю направить его на любое место видимого небесного свода. С этой целью труба инструмента укрепляется на колонне или штативе так, что может вращаться около двух осей, которые взаимно перпендикулярны. При этом первую основную ось ориентируют параллельно оси вращения земного шара. Поэтому эта ось направлена верхним концом к полюсу неба, видимому над горизонтом.
Вторая ось, перпендикулярная к первой, связана с ней муфтой. На одном из концов второй оси укрепляется своею средней частью сама труба. Такой установкой, называемой параллактической, достигается одно важное преимущество: когда труба наведена на исследуемое светило, то для удержания его изображения в поле зрения достаточно вращать инструмент около первой оси, так как она совпадает по направлению с осью видимого суточного движения неба.
Притом вращение инструмента около этой оси требуется равномерное со скоростью, соответствующей одному обороту в 24 звездных часа. Такое равномерное вращение около первой, так называемой часовой, оси нетрудно осуществить автоматически. Для этого к рефрактору пристраивается часовой механизм. Пустив его в ход, наблюдатель может продолжительное время рассматривать или измерять изображения, видимые в трубу, которая без его участия следует за суточным перемещением наблюдаемого светила.
Для целей измерения малых угловых расстояний окулярный конец трубы снабжается измерительным прибором — так называемым микрометром.
Применение фотографии в практической астрономии повело к конструированию специальных рефракторов, где окулярная часть заменена кассетой с фотографической пластинкой. Такие рефракторы получили название астрографов. Микрометренные измерения на проявленных снимках производятся в данном случае на специальных измерительных приборах, снабженных микрометренными микроскопами.
В конце 19 века появились вновь мощные рефлекторы. В технике построения зеркал произвело переворот изобретение Фуко (1857 год), предложившего строить стеклянные массивные зеркала, отражающая поверхность которых покрывается тонким слоем серебра, причем серебрение достигается путем химическим. Эти новейшие рефлекторы, обладая большой светосилой, особенно пригодны для работ астрофизических.
Производство астрономических инструментов в начале 20 века особенно было развито в Германии. Фирма Рейсольда доставила массу точных инструментов во все страны мира. Фирма Цейсса с успехом развила технику постройки больших инструментов. В отношении изготовления оптических частей (объективов) больших инструментов особенно отличилась американская фирма А. Кларка. В 20-30 годы прошлого века инструментальная техника сделала большие успехи в США.
В России инструментальное дело не шло дальше постройки мелких инструментов. Только мастерская Пулковской обсерватории выпустила несколько первоклассных астрометрических инструментов.