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光學系統,是指由一個或若干個光學零部件組成的具有所需光學功能的系統。

能產生清晰的、與物貌完全相似的像的光學系統。光學系統是由透鏡、反射鏡、稜鏡及光闌等多種光學元件按一定次序組合成的整體。曲率中心在同一直線上的兩個或兩個以上折射(或反射)球面組成的光學系統稱為共軸球面系統,曲率中心所在的那條直線稱為該光學系統的主光軸。對單個折射球面或球面反射鏡,主光軸是連結球面頂點(球面受光部分的中點)與其曲率中心的直線。有一定關係的光線組成光束,凡光束中各光線(或其延長線)均交於同一點,則此光束稱為同心光束。入射的同心光束經理想光學系統后,出射光束也必定是同心光束。入射同心光束的交點稱為物點,出射同心光束的交點稱為像點。
   理想光學系統具有下述性質 :①光學系統物方一個點(物點)對應像方一個點(像點)。即從物點發出的所有入射光線經光學系統后,出射光線均交於像點。由光的可逆性原理,從原來像點發出的所有光線入射到光學系統后,所有出射光線均交於原來的物點,這一對物、像可互換的點稱為共軛點。某條入射光線與對應的出射光線稱為共軛光線。②物方每條直線對應像方的一條直線,稱共軛線;物方每個平面對應像方的一個平面,稱為共軛面。③主光軸上任一點的共軛點仍在主光軸上。任何垂直於主光軸的平面,其共軛面仍與主光軸垂直。④對垂直於主光軸的共軛平面,橫向放大率(見凸透鏡)為常量。
   研究理想光學系統上述物、像兩方一一對應關係的理論稱為高斯光學,光純粹是一種幾何理論,首先由德國科學家C.F.高斯在1841年的著作中闡明。實際中不存在真正的理想光學系統,平面反射鏡是個例外,但其橫向放大率恆為1。共軸球面系統嚴格說不是理想光學系統,但在傍軸條件下可近似地滿足理想光學系統的要求,理想光學系統的概念和理論正是以此為原型抽象和概括出來的,故高斯光學也稱傍軸光學。
   在共軸球面系統中,若入射光線和出射光線靠近主光軸,且與主光軸的夾角μ很小,使sinμ≈tgμμ,cosμ≈1近似成立,則相應的光線稱為傍軸光線,上述條件稱為傍軸條件。在傍軸條件下共軸球面系統可近似看作理想光學系統。
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