“球面像差”简称“球差”，这是由于透镜是球面而引起的一种像差，当平行于镜头主轴的光线穿过镜头时，由于透镜中央与边缘部分的折射率不同，经过折射，边缘部分与中心部分的光线最终不会会聚在一个焦点上。
球面像差具体表现为，通过透镜边缘的光线因折射率大所结成的焦点离透镜近，通过透镜中心的光线因折射率小所结成的焦点离透镜远，于是视场上的一个点到像场上时就不再是一个清晰的像点，而是产生光晕现象，这样就导致了影像整体清晰度的下降，镜头球面的凸度越大（镜头焦距越短），球面像差越大。
球面像差又可分为两种，当边缘光线的交点位于近轴像点的左边时，球差为正，或称“球差欠校正”，反之，当边缘光线交点位于近轴像点的右边时，球差为负，或称为“球差过校正”。 适当地选择玻璃材料和球面的曲率半径，组成消像差复合透镜可以消除球差，对于大口径的摄影镜头，也可利用非球面透镜来校正球差，摄影时一般采取缩小光圈的办法来改善像质。
原理
当球面孔径较大时，轴上物点发出的光束，经球面折射后不再交于一点，这种现象称为球面像差，简称为球差。傍轴光线和非傍轴光线交点不同，边缘光线的交点和傍轴光线交点的距离差为纵向球差。边缘光线的傍轴光线的焦面上的交点，与光轴的距离为横向球差。纵向球差又按边缘光线交点，在傍轴光线交点的左右分成正球差和负球差。典型的双凸透镜有正的纵向球差，双凹透镜有负的纵向球差，所以由凹凸两透镜胶合而成的透镜，可以减小球差。一般可改变透镜两球面的曲率半径（又称配曲调正）以减小单透镜的球差，也可用渐变折射率的材料制作透镜，以消除球差。
消除方法
选取勒内·笛卡尔卵形线作为透面的截面形状，也可以消除球面像差的。