本发明是一种可见光连续变焦望远光学系统，包括沿着光线传播方向从物空间到像空间顺次设置前固定透镜组份、变倍透镜组份、补偿透镜组份和后固定透镜组份，孔径光阑位于补偿透镜组份和后固定透镜组份之间；前固定透镜组份具有正光焦度，变倍透镜组份具有负光焦度，补偿透镜组份具有正光焦度，后固定透镜组份具有正光焦度；变倍透镜组份和补偿透镜组份通过沿着光轴同步相向或相对移动用于实现望远光学系统短焦到长焦或从长焦到短焦变化；望远光学系统的F数为固定值。该种望远光学系统具有较大的焦距变化范围，从短焦到长焦或从长焦到短焦变化过程中系统具有固定的F数，有益于在各个焦距下系统的分辨率具有一致性，保持系统成像性能稳定。