Soczewka jest to element optyczny ograniczony dwiema powierzchniami sferycznymi lub powierzchnią sferyczną i płaską. Istnieją jednak odstępstwa od tej uproszczonej definicji np. soczewka cylindryczna stosowana w korekcji astygmatyzmu (niezborności oka, wady która przejawia się zniekształceniem widzianego obrazu).
| Rodzaj soczewki | Rycina | Promienie krzywizny |
| Dwuwypukła |  |
R1>0, R2>0 |
| Płasko-wypukła |  |
1/R1=0, R2>0 |
| Dwuwklęsła |  |
R1<0, R2<0 |
| Płasko-wklęsła |  |
1/R1=0, R2<0 |
| Wklęsło-wypukła |  |
R1<0, R2>0 |
| Wypukło-wklęsła |  |
R1>0, R2<0 |
Równanie soczewki przedstawia się następująco:
, gdzie n2 to współczynnik załamania materiału z jakiego wykonano soczewkę, n1 współczynnik załamania ośrodka w jakim znajduje się soczewka (dla powietrza uznaje się, że wynosi 1, w rzeczywistości tylko w próżni ten współczynnik będzie wynosił dokładnie 1), R1 – promień pierwszej krzywizny, R2 – promień drugiej krzywizny. Jeśli krzywizna jest wypukła to przyjmuje się, że R>0 natomiast dla krzywizny wklęsłej przyjmujemy R<0.
Równanie soczewki możemy przedstawiać również w skróconej formie:
, gdzie f – ogniskowa, x – odległość przedmiotu, y – odległość obrazu. Należy pamiętać, że jeżeli obraz powstaje po tej samej stronie, gdzie umieszczony jest przedmiot mówimy o obrazie pozornym. W związku z tym odległość y będzie mniejsza od 0, co przy wyliczeniach z tego wzoru należy uwzględnić zapisując przed wartością y minus.
Podobnie jak przy zwierciadłach tutaj również mamy do czynienia z powiększeniem. Wzór na powiększenie przedstawia się następująco:
W przypadku soczewek możemy mówić o zdolności skupiającej. Zdolność skupiająca jest odwrotnością ogniskowej:
Jednostką ogniskowej jest dioptria ( [1D]=[1/m] ).
Jeżeli zdolność skupiająca soczewki jest większa od zera to soczewka jest soczewką skupiającą, a w przypadku gdy Z<0 jest to soczewka rozpraszająca. Należy jednak pamiętać, że zdolność skupiająca soczewki zmienia się w zalezności od wsp. załamania ośrodka, w któtrym znajduje się soczewka. Tak więc soczewka, która jest skupiająca w powietrzu może okazać się rozpraszającą w wodzie.
Konstruując obrazy przyjmujemy następujące symbole dla soczewki:
 |
skupiającej |
 |
rozpraszającej |
Cechy obrazów zostaną szegółowo omówione w dalszych punktach.