球差（ spherical aberration ），轴上物点发出的光束，经光学系统后与光轴夹不同角度的光线交光轴于不同位置，像面上形成一个圆形弥散斑的现象。如图，从轴上物点Q发出的同心光束经球面系统后的出射光束并不交于同一点。出射光线与光轴的交点的位置与入射点的高度h有关。近轴光线的出射光线近似交于同一点Q0′，此即高斯像点。最边缘的出射光线则与光轴交于另一点Qh′，它与高斯像点的间距δSL称为轴向球差。最边缘光线与高斯像面的交点至光轴的高度δST称垂轴球差。球差有正负之分，规定Qh′，在Q0′之右称正球差，反之则称负球差。凸透镜和凹透镜的球差正负性恰好相反。

球差大小与通光孔径、透镜的折射率及其形状(两表面的曲率半径r1和r2)有关。对给定折射率和焦距的透镜，可有不同的曲率半径比值r1/r2，选择适当的比值可使球差达到最小值。这种利用改变比值r1/r2减小单透镜球差的方法称为配曲法，此法只能在一定程度上减小球差。利用凸、凹透镜的球差正、负性相反的特点，把两种透镜适当组合起来，可进一步减小球差。