Vari furono i materiali e le tecniche che i primi costruttori di cannocchiali sperimentarono per la realizzazione del tubo. Il piccolo cannocchiale (fig.1) che Giovambattista della Porta (c. 1535-1615) (fig.2) esaminò a Napoli nell'estate del 1609 aveva, ad esempio, il tubo di stagno. Per realizzare il suo primo cannocchiale, Galileo (1564-1642) (fig.3) si servì invece di un tubo di piombo, mentre quello dello strumento che egli presentò al governo veneziano (fig.4) era realizzato in latta ricoperta di rascia, una stoffa di lana grezza che sarà utilizzata a Venezia fino alla fine dell’800 per la copertura delle gondole. Gli unici due esemplari sopravvissuti della vasta produzione galileiana, conservati presso l'Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze (fig.5), hanno entrambi tubi in legno: uno è costituito da due semicilindri cavi ricoperti di carta e tenuti uniti da quattro fili di rame; l'altro è realizzato con venti doghe incollate su carta e ricoperte di pelle rossa con bulinature in oro.

Dopo il tubo andò standardizzandosi (fig.6). Con l'aumentare delle dimensioni dei cannocchiali, esso divenne telescopico, costituito cioè da più sezioni scorrevoli l'una nell'altra, in maniera tale da ridurne l'ingombro quando non veniva utilizzato. Il materiale d'elezione divenne il cartone (fig.7), leggero ma in grado di garantire la necessaria rigidità. Le sezioni secondarie (fig.8) erano spesso rivestite con carta marmorizzata e la sezione principale con pelle finemente decorata. Nei cannocchiali di fabbricazione inglese (fig.9) l'oculare era di solito alloggiato nel tubo di sezione maggiore.

Anche gli alloggi delle parti ottiche (fig.10) divennero più sofisticati. Spesso realizzati al tornio in pregiati legni da ebanisteria, nostrali come il bosso (fig.11) o esotici come il guaiaco (fig.12), erano muniti di tappi a vite a protezione delle ottiche.