Il cannocchiale o anche canocchiale[1][2] (da occhiale a forma di canna ) è uno strumento ottico a rifrazione per l'osservazione ingrandita e diretta di oggetti lontani, che nasce intorno al 1600, seguendo un particolare schema ottico ideato in Olanda (e diffuso principalmente per l'uso nautico) e poi riproposto da Galileo Galilei, da cui prende il nominativo di «cannocchiale galileiano», in suo onore.
Nella forma più semplice, è costituito da due lenti poste alle estremità di un tubo, una positiva con funzione di obiettivo e l'altra negativa con funzione di oculare, schema che è in grado di fornire una immagine ottica già raddrizzata, senza bisogno di prismi raddrizzatori (a tetto o di Porro) o di altre lenti. Questo è lo schema del cannocchiale galileiano, che ha la peculiarità di essere anche molto luminoso, più corto e leggero.
Questa configurazione ottica è però praticamente scomparsa da almeno il XX secolo, usata solo in binocoli da teatro di bassa qualità o, con schemi più complessi, negli occhiali da chirurgo. Tuttavia, con il termine «cannocchiale» si intende questo tipo di ottiche o, attualmente e in prevalenza, i piccoli rifrattori acromatici che offrono comunque immagini diritte per l'osservazione terrestre, grazie ai sistemi di raddrizzamento a prismi o lenti. Ad esempio, il «cannocchiale da puntamento» è il classico mirino ottico telescopico dei fucili di precisione, che utilizza le lenti per il raddrizzamento delle immagini del obiettivo.