Um in der Physik Vorgänge beschreiben zu können werden häufig eine Vielzahl von vereinfachenden Annahmen getroffen. Viele von ihnen werden nicht explizit erwähnt und führen in der Realität zu leichten Abweichungen des erwarteten Ergebnisses. Dies ist auch bei Linsen der Fall, man spricht von Linsen- oder Abbildungsfehlern. Diese haben verschiedene Ursachen wie das Material und die Form der Linsen und äußern sich zumeist in dem Auftreten von mehreren Brennpunkten. (Anstelle von einem vor und einem hinter der Linse, wie es im idealen Bild der Fall ist.)

Dieser Fehler kommt dadurch zustande, dass der Brechungsindex von der Wellenlänge des Lichtes abhängt. Für einen weißen Lichtstrahl ergeben sich also ein Brennpunkt für das blaue Licht, einen für das rote etc. (Siehe Bild; noch einzufügen!). Betrachtet man schwarze und weiße Kreise durch eine Linse sieht man aufgrund der chromatischen Abberation farbige Ränder dieser Kreise.

Auch bei der sphärischen Aberration kommt es zu verschiedenen Brennpunkten von Lichtstrahlen, den achsennahen und den achsenfernen Strahelen. Da der Brechungswinkel des Lichtes nach Snellius von dem Einfallswinkel abhängt, werden die Strahlen unterschiedlich gebrochen und treffen dementsprechend in verschiedenen Punkten aufeinander. (Bild noch einzufügen)

Der Bildfehler Koma tritt auf, wenn ein Lichtbündel paralleler Strahlen auf eine schief liegende Linse fallen. Aus dem Brechungsgesetz und geometrischen Überlegungn ergeben sich auch hier verscheidene Brennpunkte. Diese liegen aber nicht, wie bei den vorherigen Fehlern, auf einer Linie (der optischen Achse). Dazu kommt es zu einer Verzerrung der Abbildung.

(Bild noch einfügen)

Dieser Fehler kommt zum Beispiel dann zustande, wenn der abzubildende Gegenstand weit von der optischen Achse entfehrnt ist. Man stelle sich nun ein von ihm ausgehendes Lichtbündel vor und betrachte zwei aufeinander senkrechte Ebenden dieses Lichtstrahls. Offensichtlich treffen die zugehörigen Lichtstrahlen nicht unter gleichem Winkel und Zeitpunkt auf die Linse.

Diese Auflistung ist lediglich eine Auswahl häufig genannter Linsenfehler. Tatsächlich gibt es viele mehr, bedingt durch verschiedene Ursachen, von menschlichen Fehlern bis zu physikalischer Begrenztheit.