轴上物点发出的宽光束通过透镜成像，能产生球差。这种像差主要是由于透镜表面为球面而产生的像差故而称为球差。
2．由于球差的存在物点的像是什么样的？
我们知道物点的理想像也是一个点，但是由于球差的存在物点的像却是一个弥散斑。例如，当一个折射球面孔径较大时，主光轴上一物点发出的宽光束径球面折射后不再交于一点，不同孔径的光线交于不同点，以近轴光线的理想像点为坐标原点，其它孔径光线的像点可能在原点左边或右边，以最大孔径光线的像点至坐标原点间的距离来表示轴向球差的大小，这个距离在坐标点左边为负，居右为正。接收屏在空间沿着主光轴移动，接收到的弥散斑都是圆形的，位置不同，弥散斑的直径也不同。
轴向球差的大小跟折射系统（球面、透镜、透镜组等）的哲射率、入射光线的孔径角（或入射高度）、透镜的曲率半径等有关。
3．怎样校正球差？
①什么叫配曲法？
透镜的焦距是其折射率和曲率半径的函数，对于给定的光学材料，具有相同焦距的透镜可以有不同的曲率比，故选择合适的曲率比可以减小其球差，但不能完全消除。正透镜在相对孔径不太大时、对无限远物点成像，满足下例条件时球差最小：
②什么叫消球差复合透镜？
由于正透镜具有负球差，负透镜具有正球差，因此，由正负透镜组成的分离式透镜组及双胶合透镜组，可以校正某一高度（孔径）的球差。
③什么叫非球面系统？
对于大口径摄影镜头可以用非球面透镜来消球差。例如由凹面反射镜和负透镜组成的包沃斯——马克苏托夫折反系统和由施密特校正板和球面反射镜组成的消球差系统等都是常见的非球面消球差系统。
但是，无论是双分离的透镜组、双胶合透镜组、非球面系统，还是更复杂的光学系统，通常只能对某一入射高度的非近轴光线消球差，不能同时对各种入射高度的光线消球差。因此，摄影镜头总有一定的剩余球差存在。
通过具体计算得知：单透镜孔径不大时，初级球差和实际球差非常接近，高级球差很小，只用初级球差就可以表征其全部球差。
4．什么叫球差曲线？
完全消除摄影镜头的所有像差是不可能的，也是不必要的。各种摄影镜头都有特定的用途，因此某种镜头只需要考虑某种类型的像差。例如显微物镜的被摄对象是傍轴小物，但要求孔径很大，主要的像差是球差和慧差；航测或翻拍镜头要求视场要大，而且对物像的相似性要求很严，因此，重点要消除场曲和畸变。另外，由于接收器（眼睛或底片）的分辨本领有一定限度，所以只需将像差减小到接收器不能分辨的程度就够了。所以各种摄影镜头都残存着没有消除的剩余像差，各种像差都可用曲线形像而直观地描述。当你翻开光学镜头手册，首先就会看到每一种镜头的各种像差曲线。
球差曲线是以球差值为横坐标，以光线的入射高度为纵坐标，通常是对边缘光线（最大入射高度光线）消球差（即此处球差为零），在0.707高度处球差最大，并在原点处曲线和纵轴相切，因此，根据最大高度、0.707高度和原点三处的球差值就可以较精确的将球差曲线画出来。从曲线中可以看出任意入射高度光线的球差值。
5．摄影镜头的高级球差决定于什么？
通过对球差的计算可知：
①具有二级球差的光学系统对边缘光线校正球差，只需对某一入射
高度的光线进行计算，求出这个带的球差就可以了。
②之所以对某一带校正球差，是因为该带上的初级球差和高级球差能相互抵消，因此校正球差系统中必须是初级球差和高级差异号。
③当光学系统对边缘光线校正球差时，在0.707带有最大剩余球差，此带球差约是边缘光线二级球差的四分之一。因此高级球差越大，带球差亦越大。也就是当光学系统的边缘光球差校正为零时，其带球差就代表高级球差的大小。经验证明，当摄影镜头的结构型式选定后，高级球差基本不变或变化很小，因此摄影镜头的相对孔径受到高级球差的限制，为了使带球差在允许范围内，一定形式的摄影镜头只能具有一定的相对口径，欲提高相对孔径必须使其结构复杂化，以便有更多因子变化来减小球差。
④高极球差决定于结构形式，尽可能采用高级球差小的结构。当结构形式确定后，只能控制初级球差使之和高级球差相补偿。但初级球差和高级球差按不同因次变化，因此，只能对一个带或两个带实现球差的校正，其它带上必然还有剩余球差。对高级球差的进一步研究得知，引起高级球差的原因为：
(a)球面固有特性引起的高级球差叫做本征球差；(b)由入射光束已有的像差引起的高级球差，叫做衍生高级球差。