色差（Chromatic aberration） 色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。光学系统的功能就是消色差。 色差一般有位置色差，放大率色差，位置色差使像在任何位置观察都带有或晕环，使像模糊不清，而放大率色差使像带有彩色边缘。 光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。

球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，形成一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑，从而影响成像质量。 球差的矫正常利用透镜组合来消除，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。 慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便会得到一逗点状，型如慧星，故称"慧差"。

多个光阑中对光束的限制作用，即决定成像光束大小的那个光阑，又称有效光阑。孔径光阑可遮掉光束中偏离近轴光线较大的光线，对像的清晰度、正确性、亮度和景深等有直接影响。在理想情况下，轴上点和轴外点的光束都受孔径光阑的限制，有基本相同的光束孔径角，如果视场不太大，整个视场的像面照度基本均匀。孔径光阑被其后面的光学零件成在像空间的像，称为出射光瞳，它一定也是对轴上像点张角为的一个光孔像，这个张角是像方的光束孔径角。