
Un telescopio rifrattore è un telescopio ottico che, mediante l'utilizzo di lenti, sfrutta il fenomeno della rifrazione.
Il più grande rifrattore mai costruito è quello da 49,2 pollici (125 cm) dell'Esposizione universale di Parigi del 1900, ma venne smantellato dopo alcuni anni, senza trovare acquirenti (le lenti e il siderostato sono conservati all'Osservatorio di Parigi), segue il 40 pollici (101,60 cm) dell'Osservatorio Yerkes, costruito alla fine del XIX secolo.
La componente ottica di un telescopio rifrattore è costituita da un tubo lungo sulla cui estremità frontale è disposto un doppietto (due vetri ottici, o lenti, opportunamente lavorati spaziati in aria) chiamato obiettivo, che ha la funzione di raccogliere e di focalizzare la luce.
L'obiettivo svolge sostanzialmente la funzione di prisma: scompone e ricompone la radiazione luminosa in un determinato punto dato dalla lunghezza focale strumentale.
Il tubo ottico, oltre ad assolvere alla funzione di sostegno dell'obiettivo e dell'oculare (o del dispositivo che esamina la radiazione luminosa) evita, dal momento che è chiuso ai due lati, che si verifichi il degrado dell'immagine dovuto ai moti interni dell'aria.
L'oculare è un altro insieme di lenti che serve a rendere accessibile all'occhio tutti i particolari contenuti nell'immagine formata dall'obiettivo.
I rifrattori possono essere di tipo acromatico, semi-apocromatico o apocromatico in funzione della capacità di focalizzare nello stesso punto la luce di diversi colori.
I rifrattori dal costo maggiore sono senza dubbio i cosiddetti apocromatici, strumenti studiati in modo da ridurre praticamente in modo completo l'aberrazione cromatica, tipica degli strumenti a lenti. Per raggiungere questa eccellenza nelle immagini si utilizzano sistemi ottici a bassa dispersione come lenti alla fluorite minerale o sintetica. 
Questo tipo di aberrazione si manifesta con la comparsa di aloni colorati sui bordi dei soggetti osservati, ed è più evidente nei rifrattori dal basso costo o non perfettamente corretti.
Un tipo particolare di rifrattore è il coronografo, per osservare la corona solare.
Rifrattori che presentano una buona qualità delle ottiche forniscono immagini luminose e molto contrastate. D'altro canto però questi strumenti presentano generalmente piccole aperture rispetto al costo di costruzione e questo li limita "pesantemente" nell'osservazione di tutti quelli che sono gli oggetti deboli (come nebulose o galassie).
All'aumentare delle dimensioni del telescopio il peso e il costo delle lenti rendono impraticabile la costruzione di grandi telescopi di questo tipo.
Nell'uso amatoriale, il telescopio a lenti trova le migliori applicazioni nella osservazione dei pianeti.
Nei rifrattori le immagini astronomiche posseggono una grandissima nitidezza, per questa ragione essi sono generalmente preferiti dagli astrofili che osservano gli sfuggenti particolari dei pianeti, spesso poco contrastati. Tuttavia a causa degli alti costi di produzione, per un astrofilo è possibile comprare un riflettore significativamente più grande a parità di costo e quindi dotato nel complesso di maggiore potere risolutivo. Proprio a causa delle difficoltà costruttive, i telescopi ad uso amatoriale in commercio difficilmente superano il diametro di 10–15 cm.
In caso di osservazioni terrestri si antepone spesso -prima dell'oculare- un prisma raddrizzatore ad angolo retto.


La rifrazione è la deviazione subita da un'onda che ha luogo quando questa passa da un mezzo a un altro otticamente differenti nel quale la sua velocità di propagazione cambia. La rifrazione della luce è l'esempio più comunemente osservato, ma ogni tipo di onda può essere rifratta, per esempio quando le onde sonore passano da un mezzo a un altro o quando le onde dell'acqua si spostano a zone con diversa profondità.
In ottica, la rifrazione avviene quando una onda luminosa passa da un mezzo a un altro avente un indice di rifrazione diverso. Sul bordo dei due mezzi, la velocità di fase dell'onda è modificata, cambia direzione e la sua lunghezza d'onda è aumentata o diminuita. Per esempio, i raggi di luce si rifrangono quando entrano o escono dal vetro; la comprensione di questo concetto ha consentito l'invenzione delle lenti e del telescopio a rifrazione.
La rifrazione può essere osservata guardando all'interno di un bicchiere pieno d'acqua. L'aria ha un indice di rifrazione di circa 1,0003, mentre l'acqua ha un indice di circa 1,33. Se si guarda un oggetto dritto, come una penna parzialmente immersa e inclinata, l'oggetto appare piegato dalla superficie dell'acqua. 
L'estremità x della penna, interessata dall'energia radiante, si comporta come sorgente secondaria di radiazione ed emette raggi di luce in tutte le possibili direzioni dello spazio. Consideriamo adesso il percorso di due di questi raggi, quelli evidenziati in rosso in figura. Tali raggi, in corrispondenza alla superficie di discontinuità fra l'acqua e l'aria si piegano, allontanandosi dalla normale alla superficie condotta nel punto in cui i raggi stessi incidono. I raggi rifratti vengono catturati dall'occhio umano e l'intersezione dei loro prolungamenti determina un punto virtuale, indicato con y in figura, dal quale l'occhio umano ha la sensazione che provenga l'immagine. In altre parole, l'occhio dell'osservatore non vede l'estremità x della penna, ma una sua immagine virtuale, ottenuta dal prolungamento dei due raggi rifratti.
La rifrazione è responsabile degli arcobaleni e della scomposizione della luce bianca nei colori dell'arcobaleno che avviene quando la luce passa attraverso un prisma. Il vetro ha un alto indice di rifrazione rispetto all'aria e le diverse frequenze della luce viaggiano a velocità diverse (dispersione), causando la rifrazione dei colori a diversi angoli, e quindi la scomposizione. La differenza nella frequenza corrisponde nella diversità della tonalità.
Altri fenomeni ottici sono il miraggio e la fata Morgana. Questi sono causati dal cambiamento dell'indice di rifrazione in funzione della temperatura dell'aria.
Recentemente sono stati sviluppati alcuni metamateriali che hanno un "indice di rifrazione negativo".
La legge di Snell descrive quanto i raggi sono deviati quando passano da un mezzo a un altro. Se il raggio proviene da una regione con indice di rifrazione formula_1 ed entra in un mezzo con indice formula_2 gli angoli di incidenza formula_3 e di rifrazione formula_4 sono legati dall'espressione:
dove formula_6 e formula_7 sono le velocità nei mezzi.
Nel 1880 H.A. Lorentz e L.V. Lorenz introdussero il concetto di rifrazione molare relativamente a una mole di sostanza definendolo in base all'equazione
dove "R" è la rifrazione molare, "n" l'indice di rifrazione della sostanza e "V" il volume molare dato dal rapporto tra il peso molecolare e la densità del materiale in esame.
La rifrazione molare è una grandezza additiva ed è quindi ricavabile anche sommando i valori tabulati in letteratura relativi a singoli atomi e legami chimici che caratterizzano il composto in esame, il tutto in buon accordo coi dati sperimentali.
Lorentz e Lorenz correlarono anche il volume di polarizzabilità con la rifrazione molare a lunghezza d'onda infinita (frequenza della radiazione utilizzata eguale a zero) tramite l'equazione
dove "R" è la rifrazione molare a lunghezza d'onda infinita, "N" la costante di Avogadro e α' il volume di polarizzabilità.
