Soczewka jest urządzeniem optycznym złożonym z jednej lub wielu złączonych ze sobą warstw szkła (ewentualnie innego przezroczystego tworzywa.) Powierzchnia soczewki powinna stanowić precyzyjny wycinek sfery, walca, paraboloidy, hiperboloidy lub elipsoidy, w zależności od zastosowań. Podstawową funkcją soczewek jest skupianie lub rozpraszanie przechodzących przez nią promieni światła. Dobra soczewka ma zdefiniowaną oś optyczną i ognisko, czyli punkt, w którym przecinają się promienie. Długość ogniskowa, wielkość często używana w optyce, stanowi odległość pomiędzy ogniskiem a środkiem optycznym soczewki. Soczewki i ich układy stosowane są w teleskopach, lunetach, mikroskopach, do produkcji szkieł okularowych i we wszelkiego typu aparatach fotograficznych.
Wady soczewek są z technicznego punktu widzenia zjawiskiem bardzo niekorzystnym. Można wśród nich wyróżnić:
1. Aberrację sferyczną, polegającą na różnym ogniskowaniu poszczególnych promieni świetlnych w zależności od ich położenia względem osi optycznej i odległości od tej osi. im bardziej punkt przejścia światła przez soczewkę bliski jest jej krańcowi, tym bardziej uginają się promienie świetlne. W efekcie otrzymujemy ognisko rozmyte - promienie po przejściu przez soczewkę nie ogniskują się w jednym punkcie. Otrzymany obraz jest niewyraźny. Wada ta jest bardzo powszechna i niełatwą do wyeliminowania w procesie produkcji przyrządów optycznych. Usuwa ją specjalna soczewka korygująca (asferyczna).
2. Aberracja chromatyczna powstaje na skutek różnego stopnia załamania dla światła czerwonego i niebieskiego przy przejściu z powietrza do ośrodka (szkła.) Soczewka, podobnie jak pryzmat, rozszczepia światło białe na składowe barwne. Oznacza to, że załamane pod różnymi kątami (w zależności od długości fali) promienie barwne tworzą osobne obraz dla każdej barwy światła, i obrazy te znajdą się w różnych miejscach (właśnie na skutek różnych kątów załamania.) W efekcie otrzymujemy zbyt jaskrawe lub nienaturalne kolory i tęczowe krążki wokół otrzymanych obrazów. Jest to częste w przypadku fotografii cyfrowych i przy obserwacjach ciał niebieskich za pomocą lunet. Najczęściej światło rozszczepia się trzykrotnie, dając przesunięte wiązki niebieskie, żółte oraz czerwone. Wadę tą koryguje się przez dobranie dwóch innych soczewek - tzw. achromatu. Muszą one być wykonane z różnych rodzajów szkła, różnie załamujących światło, i dobrze złączone ze sobą. Wówczas możemy uzyskać takie załamania światła w soczewkach, że rozszczepienia różnych długości fal świetlnych wzajemnie się zniosą (ponieważ jedna z soczewek achromatu jest wklęsła, a druga wypukła), a przy tym odchylenie sferyczne promieni będzie niezmienione w stosunku do działania pierwszej, nie poprawionej soczewki z aberracją.
- Astygmatyzm jest to ogólnie wada polegająca na niesferyczności soczewki (jej asymetrii), w wyniku czego istnieje wiele różnych osi optycznych, a wychodzące z soczewki promienie nie ogniskują się dobrze. W rezultacie obraz jest niewyraźny. Korekcja tej wady oparta jest przede wszystkich na użyciu dodatkowej soczewki kompensującej błędne ogniskowanie i przywracającej sferyczność.
- Dystorsja objawia się zmiennym powiększeniem obrazu przedmiotu przez soczewkę w zależności od odległości od osi optycznej. Przy zmianie obiektywu lub okularu aparatury zawierającej optykę z ta wadą w dużej odległości od osi optycznej powstają dość znaczne zniekształcenia obrazu, szczególnie na brzegu pola obserwacji. Dystorsje także można usunąć przy pomocy układu soczewek o specjalnie dobranych parametrach skupiających światło.
