Teleskoplar gibi katadioptrik optik sistemlerin amacı kırılma (diyoptri) ve yansıma (katoptrik) elemanların avantajlarını birleştirmektir. Katadioptrik sistemler, lensleri ve aynaları entegre ederek kompaktlık, yüksek büyütme ve optik sapmaların düzeltilmesi gibi belirli optik özellikleri elde etmeyi amaçlamaktadır. Bu tasarım yaklaşımı özellikle taşınabilirliğin, çok yönlülüğün ve optik performansın kritik faktörler olduğu uygulamalarda değerlidir.
Katadioptrik teleskoplar, çok yönlülükleri ve kompakt tasarımları nedeniyle astronomi ve yer gözlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu teleskoplar, ışığı uzun mesafelerde etkili bir şekilde toplamak ve odaklamak için mercek ve aynaların bir kombinasyonunu kullanır. Nispeten küçük ve taşınabilir bir cihazda yüksek büyütme yetenekleri sağlama yetenekleri nedeniyle amatör gökbilimciler ve yıldız gözlemcileri arasında popülerdirler. Schmidt-Cassegrain tasarımı gibi katadioptrik teleskoplar, gezegenler, yıldızlar ve derin gökyüzü nesneleri gibi gök cisimlerini gözlemlemenin yanı sıra yaban hayatını gözlemlemek ve izlemek gibi karasal uygulamalar için de uygundur.
Katadioptrik sistemin prensibi, ışığı yönlendirmek ve odaklamak için hem yansıtıcı hem de kırıcı elemanların kullanılmasını içerir. Örneğin teleskoplarda ışık, optik sapmaları düzelten ve ışığı birincil aynaya yönlendiren bir düzeltme plakasına veya merceğe girer. Birincil ayna, ışığı ikincil bir aynaya yansıtır, bu da ışığı birincil aynadaki merkezi bir açıklıktan göz merceğine veya sensöre yönlendirir. Bu optik düzenleme, katadioptrik sistemlerin kompakt fiziksel boyutu korurken uzun odak uzunlukları ve yüksek büyütme elde etmesine olanak tanır.
Katadioptrik optik sistemin bir örneği Schmidt-Cassegrain teleskopudur (SCT). Bu tür teleskop, küresel bir birincil aynayı, teleskobun ön kısmındaki bir düzeltici plaka ile ve ayrıca tüpün tepesine yakın bir ikincil aynayı birleştirir. Düzeltme plakası, optik sapmaları düzeltmek için bir mercek görevi görürken, birincil ve ikincil aynalar, bir görüntü oluşturmak için ışığı yansıtır ve odaklar. Schmidt-Cassegrain teleskopları çok yönlülüğü, kompaktlığı ve kullanım kolaylığıyla ünlüdür ve bu da onları gökbilimciler ve astrofotografçılar arasında popüler seçim haline getirmektedir.
Diyoptri ve katadioptrik optik sistemler arasındaki fark, ana optik elemanlarında ve tasarım ilkelerinde yatmaktadır. Kırılma sistemleri olarak da bilinen diyoptri sistemleri, öncelikle ışığı bükmek ve odaklamak için lensleri (şeffaf optik elemanlar) kullanır. Bu mercekler, içinden geçen ışığı kırar, yönünü değiştirir ve bir görüntü oluşturmak üzere odaklanır. Öte yandan, katadioptrik sistemler hem mercekleri hem de aynaları birleştirir. Işığı yansıtmak için aynaları, ışığı kırmak için mercekleri kullanırlar ve her iki öğe türünün optik avantajlarını birleştirirler. Bu hibrit yaklaşım, katadioptrik sistemlerin odak uzaklığı, sapma düzeltmesi ve kompakt fiziksel boyut gibi tamamen kırılmalı veya yansıtıcı tasarımlarla kolayca elde edilemeyecek spesifik optik özelliklere ulaşmasını sağlar.