像差原理指的是實際光學系統中，由於光線傳播規律與理想光學系統存在差異，導致實際成像與理想成像之間的偏差。
像差主要分為兩大類，色差和單色像差。色差是由於透鏡對不同波長的光折射率不同，導致不同波長的光在成像位置上的差異，進一步分為位置色差和放大率色差。單色像差則與單一波長的光的傳播有關，包括使像模糊和使像變形的像場彎曲、畸變等。
像差的具體類型包括球差、彗差、場曲、像散、畸變、色差以及波像差。球差是指光線經過透鏡後，無法在一點聚焦，而是形成一個彌散斑。彗差是由於邊緣視場的光線與中心視場的光線聚焦不一致，導致邊緣光線形成彗星狀的彌散斑。場曲是指光學系統對視場邊緣的光線聚焦能力與中心視場不同，導致整個像場產生曲率。像散是由於透鏡對不同方向的光線聚焦能力不同，導致光線無法在一點聚焦。畸變是指像場中的物體形狀與實際形狀的偏差。色差是由於透鏡對不同波長的光折射率不同，導致成像時不同波長的光產生位置或放大率的差異。
為了減小或校正這些像差，通常採用多透鏡組合的設計，利用各個透鏡的像差相互補償。