空间光通信是利用激光束作为载体进行信息传输的一种通信形式。空间光通信数据传输率高、保密性能好，并且可应用在地理条件极为复杂的环境中，因此受到了世界多国的重视。空间光通信技术近几十年发展极为迅速，多项关键技术也得到了突破性进展，正向工程化推进。空间光通信包含了地面上点对点光通信、空中激光通信以及深空激光通信等方面。望远镜作为空间光通信系统的光学天线是该系统的核心部件，其性能的优劣直接影响到空间光通信中的跟瞄性能以及通信质量。相比透射式反射镜，反射式望远镜具有体积小、无色差等特点，因此，在大口径空间光通信系统中反射式望远镜被广泛应用。热环境下工作的望远镜将产生形变，当光束经过有形变的光学系统后其像质将会改变，从而对系统跟瞄和通信性能产生影响。因此，深入研究温度场变化对空间光通信望远镜系统的性能影响对优化空间光通信终端性能、提高其环境适应性具有重要意义。本文主要针对微晶、K9玻璃两种常用光学材料，进行了温度场对望远镜系统性能影响的理论分析与实验研究。首先分析了国内外热载荷导致镜面形变及其对光学系统影响研究的进展情况，针对目前尚未开展的望远镜整体结构随温度场改变的问题展开研究。在热学及热弹性形变理论的基础上建立了卡塞格林式望远镜结构模型，采用有限元分析方法分析了不同温度场情况下望远镜系统的热弹性形变，通过Zernike多项式拟合出主次镜镜面的形变量，通过Code v光学分析软件分析了光束经过该光学系统后的性能变化。具体工作如下：（1）首先建立了温度场对反射式望远镜系统性能影响分析方法，采用有限元分析方法，针对主次镜为微晶材料的望远镜系统进行了温度场变化对望远镜系统成像性能影响的仿真研究；得到了环境温升、主次镜温度梯度场对望远镜成像波前畸变、弥散圆直径、MTF等主要性能参数的影响规律。（2）针对主次镜K9玻璃材料的望远镜系统，进行了温度场变化对望远镜成像性能影响的仿真研究；得到了环境温升、主次镜温度梯度场对望远镜成像波前畸变、弥散圆直径、MTF等主要性能参数的影响规律。（3）针对相同的温度场变化，对比分析了微晶材料与K9材料望远镜的稳定性。（4）建立了实验室模拟实验系统，针对反射式望远镜主次镜材料为微晶、主镜底座材料为钛合金、次镜架材料为铟钢条件下，进行了温度场对望远镜性能影响的实验研究，验证了仿真结果的正确性。望远镜系统的温度稳定性是空间光通信系统设计的重要内容之一，本文的研究工作为反射式望远镜主次镜结构设计、材料选取提供了重要理论与实验依据，为空间光通信系统性能优化打下基础。