另一类是透镜正像系统，它通过一组复杂的透镜来将倒立的像重新转正。虽然这种方式成本较高，但在一些如俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜中，依然采用了设计精良的透镜正像系统。开普勒式望远镜最终看到的是一个虚像，物镜起到了投影仪的作用，而目镜则相当于放大镜。
高倍光学望远镜的工作原理是什么？
开普勒式望远镜属于折射式望远镜的一种，其核心构造是由两个凸透镜组成的。物镜组和目镜组都采用凸透镜形式，这种设计最早由德国科学家开普勒在1611年发明。它的成像特点是上下左右完全颠倒，不过优势在于视场可以设计得比较宽阔。
正像系统主要分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。以常见的双直角棱镜正像系统为例，它被应用在前宽后窄的典型双筒望远镜中。这种设计的巧妙之处在于，它在实现正像的同时将光轴进行了两次折叠，从而大幅减小了望远镜的整体体积和重量。
由于开普勒式望远镜成像是倒立的，为了方便实际观察，很多折射式天文望远镜以及多数双筒望远镜会在光路中加入转像稜镜系统。特别是军用望远镜、小型天文望远镜等专业级设备，大多采用这种结构，因为两个凸透镜之间会形成一个实像，方便安装分划板。