অবতল আয়নার সবচেয়ে বড় ব্যবহার হচ্ছে টেলিস্কোপে। পৃথিবীর সবচেয়ে বড় এবং সবচেয়ে সূক্ষ্ম টেলিস্কোপে অবতল আয়না ব্যবহার করা হয়। ভালো টেলিস্কোপের দায়িত্ব অনেক কম আলোতেও স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি করা। এছাড়া, অবতল আয়না আলোকের সমান্তরাল বিম বা রশ্মি গুচ্ছ তৈরি করতেও ব্যবহৃত হয়।

ভালো টেলিস্কোপের প্রধান কাজ হলো অনেক কম আলোতেও স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি করা।

জাহাজ বা লঞ্চের সার্চলাইটে অবতল আয়না ব্যবহার করা হয় কারণ আলোর উৎসটুকু ফোকাস বিন্দুতে রাখা হয়। এই আলো অবতল আয়নায় প্রতিফলিত হয়ে সমান্তরাল বিম হিসেবে বের হয়ে যায়, যা দূরবর্তী বস্তুকে আলোকিত করতে সাহায্য করে।

যদি একটি টর্চলাইটের বাল্বটি অবতল আয়নার ফোকাস বিন্দুর বাইরে রাখা হয়, তবে আলোর রশ্মিগুচ্ছ সমান্তরাল হবে না। ফোকাস বিন্দুর বাইরে রাখা হলে প্রতিফলিত রশ্মিগুলো ফোকাস বিন্দুর উপর দিয়ে যাবে না বা সমান্তরাল হবে না, বরং একত্রিত হয়ে অন্য কোনো বিন্দুতে মিলিত হতে পারে বা ছড়িয়ে যেতে পারে। এর ফলে টর্চলাইটের আলোকরশ্মি সুনির্দিষ্টভাবে ফোকাসড হবে না এবং কার্যকারিতা কমে যাবে।

পৃথিবীর সব বড় বড় টেলিস্কোপে অবতল আয়না ব্যবহার করার প্রধান কারণ হলো এটি অনেক কম আলোতেও স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি করতে পারে। অবতল আয়নার আকার যত বড় হবে, সেটি তত বেশি আলো সংগ্রহ করে তত স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি করতে পারবে। দূরের দুর্বল আলোক উৎস থেকে আসা আলোকে সংগ্রহ করে একটি উজ্জ্বল প্রতিবিম্ব তৈরি করা টেলিস্কোপের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বিবর্ধনের সাথে এর সম্পর্ক হলো, টেলিস্কোপে কেবল বড় করে দেখালেই চলে না, বরং সেটিকে যথেষ্ট উজ্জ্বল ও স্পষ্টও হতে হয়। অবতল আয়না কেবল প্রতিবিম্বকে বিবর্ধিতই করে না, বরং এটি প্রচুর পরিমাণে আলো সংগ্রহ করে সেই বিবর্ধিত প্রতিবিম্বকে পর্যাপ্ত উজ্জ্বলতা প্রদান করে, যা দূরের বস্তুকে পর্যবেক্ষণের জন্য অপরিহার্য। তাই, ভালো টেলিস্কোপের জন্য বিবর্ধনের পাশাপাশি আলোর সংগ্রহ ক্ষমতা (যা আয়নার আকারের উপর নির্ভর করে) সমান গুরুত্বপূর্ণ।