光线通过透镜时，透镜中间位置附近透过的光线会准确地汇聚在焦点位置，但是通过透镜边缘部位的光线则会汇聚在焦点与透镜中间位置，这样光线汇聚的散乱性就会造成最终拍摄照片的模糊。
这种汇聚焦点的偏差称为“球面像差”。如果要修正透过透镜边缘光线的汇聚偏差问题，可以使用特殊种类的透镜来解决，这种特殊的镜片即为“非球面镜片”，是指镜片中间的弧度与镜片边缘的弧度不同，以此来修正光线折射的焦距，确保通过镜片任何位置的光线都能准确地聚焦在焦点上，形成锐利的图像品质。
一般球面透镜无法将通过其边缘的光线聚集在正确的焦点上。
非球面镜片可以把通过透镜所有位置的光线聚集于正确的焦点上。
景物透过非球面透镜放大后（左），几乎不存在形状的畸变；但透过球面透镜放大后（右），边缘部分形状畸变严重。