Cannocchiale originale di Galileo composto di un tubo principale alle cui estremità sono inserite due sezioni separate che portano l'obiettivo e l'oculare. Il tubo, formato da listelli di legno uniti l'uno all'altro, è rivestito di pelle rossa (divenuta marrone con il trascorrere del tempo) con fregi in oro. L'obiettivo piano-convesso, con il lato convesso verso l'esterno, misura 37 mm di diametro, ha un'apertura di 15 mm, distanza focale di 980 mm e spessore al centro di 2,0 mm. L'oculare originale è perduto ed è stato sostituito nell'Ottocento da un oculare biconcavo di 22 mm di diametro, spessore al centro di 1,8 mm, distanza focale di ‑47,5 mm (la distanza focale negativa indica che si tratta di una lente divergente). Lo strumento può ingrandire gli oggetti di 21 volte e ha un campo visivo di 15'. Questo cannocchiale galileiano è registrato nell'inventario del 1704 della Galleria degli Uffizi come "Un cannocchiale di Galileo di braccia 1 2/3 di lunghezza [973 mm] in due pezzi per allungarlo, coperto di pelle di più colori e fregi dorati, con due lenti delle quali l'oculare è inclinato": l'oculare quindi esisteva ancora, ma libero nel tubo. Dalla fine del XVIII secolo si sono perse le tracce della lente oculare originale. Il principe Federico Cesi, fondatore dell'Accademia dei Lincei, propose nel 1611 di denominare "telescopio" [dal greco tele (lontano) e scopeo (vedo)] questo strumento.

Galileo concepì ingegnosi accessori per i diversi impieghi del cannocchiale: il micrometro, anzitutto, fondamentale per misurare le distanze tra Giove e i suoi satelliti, e l'elioscopio, che consentiva di osservare le macchie solari col cannocchiale senza subire danni agli occhi.