像差，这个光学领域的关键概念，主要分为色像差和单色像差两大类。色像差，简称色差，源于透镜材料的折射率对光波长的依赖性，具体又分为位置色差和放大率色差。位置色差涉及图像位置的微小偏离，如球面像差、彗形像差和像散，而放大率色差则影响图像的清晰度。单色像差即使在光谱单一的情况下也会出现，主要表现为模糊或变形，比如像场弯曲和畸变。
在实际应用中，光学系统的成像与理想状态相比，总会存在一定的偏差，这被称为像差。像差使得成像与物体的原始形状产生差异，包括复色光引起的色像差和非近轴单色光引起的单色像差。初级像差主要包含球面像差、彗形像差、像散、像场弯曲和畸变五种形式。
在摄影中，镜头的制作精度或人为损伤可能导致光线聚焦的不精确，导致影像变形或失焦模糊。在光学系统中，每个物点成像的复杂性来自于各种像差的综合影响。实际上，光学系统并不总是调整在理想像平面，因此像差在不同位置会有所变化。在天文观测中，光线追迹的点列图常用来展现这些实际像差，而波像差则用来描述光波经过光学系统后的非球面特性，它是偏离基准球面的量，乘以折射率值，反映了像差的强度。
实际光学系统中，有非傍轴光线追迹所得的结果和傍轴光线追迹所得的结果不一致，这些与高斯光学（一级近似理论或傍轴光线）的理想状况的偏差，叫做像差。