在电子光学中，实际电子束的成像过程并不完全符合理想高斯像的理想状态，这种成像与理想状态的偏差被称为几何像差。它反映了成像质量的优劣，尤其在旋转对称的电子光学系统中，三级几何像差是主要影响因素。它可细分为球差、彗差、场曲和像散四种类型，类似于普通光学的像差。球差表现为离轴远处电子束的会聚作用大于近处，形成聚焦不精确的圆斑，影响分辨率。彗差则因电子束张角不同，聚焦在不同半径的散射圆斑上，形成60°锥形区域。
场曲和像散则由旋转对称场的离轴区域能量会聚差异造成，物面会弯曲形成凹面像，而电子束沿不同方向的会聚作用导致像面分离。这些像差使得物点在高斯像平面上形成椭圆斑，中心位于高斯像点，且可能产生畸变，如枕形或桶形，以及在磁场下出现的扭曲畸变。
色差则是电子光学特有的现象，源自电子波长与能量相关的折射差异。不同能量的电子经过电子透镜时折射不同，形成一系列与电子能量比值墹V/V成正比的圆斑，轴上存在中心色差，圆斑圆心的偏离与ra和墹V/V有关。磁场会改变圆斑圆心的延伸方向，产生旋转色差。值得注意的是，静止、旋转对称且无空间电荷的电子光学系统中，球差和中心色差通常为正，无法完全消除，对分辨率影响较大，而色差可通过减小墹V/V来减小。
电子光学 electron optics ，研究电子在电磁场中运动和电子束在电磁场中聚焦、成像、偏转等规律的学科。1926年H.布许发表关于磁聚焦的论文，30年代W.格拉叟和O.谢尔赤发表关于旋转对称系统电子光学的理论，这些奠定了电子光学的理论基础。