Оптичні схеми біноклів бувають двох типів – Галілея і Кеплера. У галілеївських біноклях як об'єктив використовується довгофокусна збираюча лінза або блок з декількох склеєних між собою лінз.

Окуляром служить розсіююча лінза. Збільшення такого бінокля рівне відношенню фокусної відстані об'єктиву до фокусної відстані окуляра, а геометрична довжина «труби» рівна різниці фокусних відстаней. Оскільки зображення, що формується подібними оптичними схемами, виходить прямим (тобто, не переверненим), ніяких додаткових оптичних компонентів, щоб перевертати його «з голови на ноги» не потрібно. З цієї причини галілеївські біноклі компактні, прості і недорогі.
Завдяки малому числу оптичних елементів втрати світла в них мінімальні, що дозволяє використовувати їх як «присмеркові». Проте, біноклі цього типу формують уявне зображення, до якого не можна застосувати вимірювальну сітку або спроектувати його на матове скло або екран. Крім того, галілеївські біноклі мають мале поле зору: зображення в них виглядає, неначе його розглядають через отвір в чорній огорожі, причому цей ефект тим сильніше, чим більша кратність бінокля. В даний час конструкція Галілея в основному використовується в театральних біноклях.

Основою конструкції найбільш поширеного типу сучасних біноклів є «труба Кеплера» - оптична система, що складається з двох збираючих лінз, довгофокусної – об'єктиву і короткофокусної – окуляра. Збільшення труби Кеплера рівне відношенню фокусної відстані об'єктиву до фокусної відстані окуляра. Довжина оптичної системи труби Кеплера рівна сумі фокусних відстаней об'єктиву і окуляра, що значно більше, ніж у труби Галілея з тим же збільшенням. Зрозуміло, що чим більше збільшення бінокля Кеплера, тим більшими є його розміри. Крім того, труба Кеплера дає перевернене зображення об'єкту, і для нормального спостереження, в неї необхідно додати обертаючу систему. На початках «біноклебудування», а перші біноклі з'явилися ще в 17 столітті, обертаючі системи в них були лінзовими. Тобто, між об'єктивом і окуляром поміщалися дві додаткові збираючі лінзи. Довжина труби при цьому ще більше збільшувалася, і якщо довгі підзорні труби ще можна було якось тримати в руках, то біноклі з лінзовими обертаючими системами були вкрай незручні.

Щоб біноклі з великим збільшенням не виглядали як двохствольні базуки, в кінці XIX століття німецька компанія Carl Zeiss розробила і стала випускати біноклі, довжина яких була істотно менша, ніж сума фокусних відстаней об'єктиву і окуляра. Скорочення довжини вдалося добитися за рахунок установки між об'єктивом і окуляром обертаючих призм, які кілька разів «ламають» оптичну вісь труби. Найбільш поширеними є обертаючі системи на призмах, винайдених французьким оптиком Порро. Крім зменшення довжини оптичної труби, вони дозволяють також збільшити стереобазу («перископічність») бінокля, тобто збільшити відстань між оптичними осями об'єктивів правої і лівої труб – за рахунок цього зображення в біноклі стає більш стереоскопічним. Польовий бінокль, на відміну від підзорної труби або театрального (галіллєєвського) бінокля, є призматичним оптичним приладом. Це означає, що як обертаюча система в біноклі використовуються призми, а не система лінз. Застосування призм дозволяє зменшити втрати світла і зробити зорові труби бінокля компактними. Перевертаючи зображення, призми "складають" промені, примушуючи їх по ламаній лінії пройти в корпусі труби бінокля приблизно подвійну відстань. Обертаючі системи призм бувають двох типів: Porro (Порро) і roof (дахоподібна).