Un telescopio es esencialmente un sistema óptico capaz de captar fotones de luz y concentrarlos en un plano llamado "plano focal" o foco.
El espejo secundario recoge la luz del primario y puede reenviarla directamente hacia el foco Cassegrain o hacia el espejo terciario (para que llegue a los focos Nasmyth y Cassegrain acodados).
En algunos telescopios es necesario cambiar el espejo secundario según se vaya a estudiar en rango visible o infrarrojo. Esta operación es muy costosa y se pierde tiempo de observación, ya que puede tardarse un día o incluso más en el proceso de cambio.
El GTC cuenta con un solo espejo secundario válido para observar en ambos rangos. Está fabricado en substrato de berilio, un material mucho más rígido y ligero que el vidrio, que irá recubierto con una capa de níquel. Con una forma cuasi-hexagonal, (adaptada a la forma del espejo primario), una superficie hiperbólica convexa, un peso de tan sólo 38 kg, y una dimensión de 1,2 m de diámetro, éste espejo contará con las prestaciones tecnológicas más avanzadas.
Los complejos mecanismos de movimiento y control del secundario permitirán corregir vibraciones y, sobre todo, hacer medidas diferenciales en el rango del infrarrojo térmico (dentro del infrarrojo, la radiación con longitud de onda más larga). Ésta técnica, que también se denomina basculación, (chopping en inglés) precisa que el espejo secundario oscile rápidamente. De ahí que parezca que el secundario está constantemente bailando al son de la música celeste.