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从1928年海尔向洛克菲勒基金会写信求助时算起，到1948年5米海尔光学望远镜顺利建成，前后整整20年时间。这台5米海尔光学望远镜总共花费了当时的600万美元。尽管在望远镜厚重巨大的镜面背面利用很多不通的孔来减轻它的重量，它的镜坯仍然重达19吨。经光学加工以后，镜面的净重为14.5吨。厚重的镜面，长焦距，赤道式的支撑系统，巨大的马蹄叉臂，等弯沉的镜筒桁架，支撑力巨大的静压油垫轴承，加上十分高大的天文圆顶，所有这些均是经典光学天文望远镜的典型特点（图5）。
这台光学望远镜的转动部分总重量为482吨，圆顶直径42米，圆顶重量为1000吨，这是当时世界上最重、也是最大的可以运动的机械装置。从伽利略的3厘米折射光学望远镜开始，经过340年的发展，海尔望远镜谱写了经典光学天文望远镜的光荣和梦想。在此后的21年，直到苏联的6米地平式望远镜正式建成，海尔望远镜一直是世界上口径最大的光学天文望远镜。
图5 5米海尔天文望远镜
这台望远镜连同2.5米胡克反射光学望远镜、海尔1.5米反射光学望远镜、1米叶凯士折射光学望远镜、0.9米利克折射光学望远镜以及后来帕洛马山的1.22米施密特大视场望远镜一起，使美国在观测天文学上一下子从一个默默无闻的角色发展到遥遥领先于世界上所有国家的霸主。美国已经成为光学天文学界的超级大国，也成为在科学技术发展上的超级大国。而海尔建造望远镜的事迹也被写进美国小学的教材，使他成为所有美国人心目中的科技英雄。在取得这么多成绩以后，天文学家们也不得不认真地思考下一步究竟应该做些什么。
天文望远镜所接收到的光子数是由望远镜的口径尺寸决定的。当天体非常暗弱，或者非常遥远时，它所发出的到达地球表面的光子数非常稀少。当光子数少到一定程度，在一定曝光时间内，望远镜就看不见这个天体。天体到达地球的光子数和天体距地球的距离平方成反比，当天体距离地球越远，它到达地球表面上单位面积的光子数就越少。一台5米口径的光学望远镜可以获得的光子数是一台1米口径望远镜所能够获得光子数的25倍。使用1米口径望远镜曝光1小时获得的一张星像，使用一台5米口径望远镜只需要短短2.4分钟。任何光子探测器的灵敏度均有一个极限，当光子数少于一定数值的时候，探测器就不可能有任何响应。因此，从天文学家的角度来看，仍然必须追求口径越来越大的天文光学望远镜。
天文学家永无止境的求知欲一直不断推动着天文光学望远镜口径的增长。在海尔5米光学望远镜建成之后，尽管天文学家仍然希望建设口径更大的天文光学望远镜，但是在建设和设计中遇到了几个很大的困难。
首先，光学望远镜镜面的表面精度是和可见光的波长直接联系在一起的，为了使光学望远镜镜面散射的星光能量小于一定的比例，望远镜镜面的表面精度必须达到光波长的二十分之一。这是一个非常高的要求，对于直径5米的镜面，这就相当于在太平洋的一万八千千米的宽度上，水面起伏的平均误差仅仅9厘米高。
在望远镜中，多种因素都会引起镜面的变形，不过镜体内不同区域的温度差所引起的变形有着最重要的影响。2.5米胡克望远镜主镜使用普通玻璃，热膨胀系数是一百万分之十左右。望远镜在每天傍晚刚刚打开圆顶进行观测时，镜面存在很大的热变形，星像十分模糊。这种情况常常延续几个小时，影响天文观测的进行。为了改变这种情况，不得不在镜面的背面安装冷却水管装置。海尔5米光学望远镜的主镜使用了膨胀系数为普通玻璃三分之一的硼玻璃材料，同时镜体上增加了减重孔，减小了热时间常数。但是镜面的温度变形仍然是每天晚上刚开始观测时的严重问题。后来只好在望远镜圆顶室安装空调，预先将望远镜本体冷却到夜晚室外的温度范围。
首先，为了使镜面表面的变形量小于光波波长的二十分之一，大口径光学天文望远镜镜面必须采用热膨胀系数非常低的昂贵材料。这些材料是熔融石英、微晶玻璃和超低膨胀材料。超低膨胀材料是一种加入钛的熔融石英。
其次，为了充分保证望远镜的角分辨率，望远镜必须具有很高的指向精度。指向精度和结构稳定性直接联系在一起，因此不允许结构有大的变形。而望远镜结构的变形，根据力学原理，常常是结构尺寸的三次方函数。望远镜口径增大就伴随着它的结构横切面面积的增大，所以它的体积和重量将以高于口径三次方的速度增加。由于体积和重量的增大远远高于镜面面积的增长速度，使得再继续增大望远镜的口径变得十分困难，望远镜的建设费用也变得更为昂贵。
在大口径天文光学望远镜中，传统主镜具有很小的直径厚度比（8∶1左右），使镜面重量大，导致了望远镜其他部件的重量也变得很大。同时传统较大的主焦比（3左右）会使镜筒变得很长，相应地使望远镜的其他结构变大，变重。长镜筒同时会增加圆顶室尺寸，从而增加望远镜和圆顶的造价。
在望远镜发展的历史上，主镜焦比随着时间的前进和光学技术的提高而不断减小。1641年赫维留的长镜筒折射望远镜焦比为830；1789年赫歇尔1.2米大炮望远镜焦比为10；1869年墨尔本1.2米光学望远镜的焦比为7.5；1905年威尔逊山1.5米反射光学望远镜的焦比为5；1948年海尔5米望远镜的焦比为3.3。在当时还没有技术和能力加工焦比很小的镜面。后来1976年欧洲南方天文台3.6米望远镜的焦比为3.0；1989年欧南台的新技术望远镜的焦比是2.2；1998年欧南台的甚大望远镜的焦比只有1.8；而到2007，年美国双筒望远镜的焦比则小到1.14。现在一些大望远镜最小的焦比仅仅是1.0。
在天文望远镜的发展过程中，地球大气扰动的影响使大口径光学望远镜的分辨率相对于小口径望远镜并没有实质性的改善，同时望远镜的穿透能力也没有和望远镜的集光面积或者制造成本成正比例地增长。所有这些使天文学家开始怀疑对特大口径光学望远镜的投入是否合算。在一些天文观测中，建造多个中小口径光学望远镜的使用效率可能会超过建造一个单一的特大口径光学望远镜的使用效率。
不过在20世纪50年代，不能建造更大口径光学天文望远镜的最主要原因仍然是资金。那时世界刚刚从第二次世界大战中走出，整个欧洲急需资金进行重建工作。为此美国投入巨资推行马歇尔计划。这时要想建造口径更大的光学天文望远镜，在经济上和技术上都不是可行的。海尔光学天文望远镜建成以后，光学天文望远镜的发展进入了一段相对平稳的后经典时代。在这个时期，迅速出现了一批2至4米的中等口径光学天文望远镜。这些望远镜不需要发展新技术，需要的资金也比较有限。在此期间，光学天文望远镜的制造技术也获得稳定进步，为实现现代光学天文望远镜的革命性飞跃提供了技术上的储备和发展条件。