La perception visuelle dépend en très grande partie de la qualité de l’image qui sera formée sur la rétine. Plusieurs maladies et déformations de l’œil peuvent affecter la qualité de cette image. Afin de pourvoir la vue d’une perspective en trois dimensions, deux yeux sont nécessaires, ce que l’on nomme la vision stéréoscopique. Ainsi, deux images sont formées sur la rétine et le léger décalage entre elles permet au cerveau de construire une image en trois dimensions et d’évaluer la distance des objets.
Lorsque l'œil focalise les rayons lumineux sur la rétine, l'image est nette et on dira alors que l'œil est emmétrope. Il s'agit de la situation optimale pour un œil qui, à ce moment, pourrait être considéré sans défauts.
La myopie est un défaut de l'œil qui rend les objets éloignés flous en raison d'un globe oculaire trop long ou d'un cristallin bombé.
Dans ces deux situations, les rayons lumineux convergent avant même d'être sur la rétine. On corrige généralement ce problème avec des lentilles concaves (ou divergentes) qui permettent de faire diverger les rayons lumineux jusqu'au cristallin pour ensuite converger vers la rétine pour avoir une image nette.
L'hypermétropie est un défaut de l'œil qui rend les objets rapprochés flous en raison d'un globe oculaire trop court ou d'un cristallin insuffisamment bombé.
La presbytie est un défaut de l'œil qui rend les objets rapprochés flous en raison d'un manque de souplesse du cristallin.
Ces défauts de l'œil font en sorte que les rayons lumineux convergent derrière la rétine. Ces deux problèmes sont corrigés grâce aux lentilles convexes (ou convergentes) qui font converger la lumière davantage avant qu'elle soit déviée par le cristallin sur la rétine.
L’astigmatisme entraîne une mauvaise vision des objets éloignés et rapprochés causée par des irrégularités dans la courbure de la cornée ou du cristallin.
Dans ce cas, les rayons lumineux qui traversent les milieux transparents vont dans toutes les directions. Pour remédier au problème, des lentilles cylindriques peuvent être portées afin de concentrer les rayons lumineux, limitant ainsi leur déviation.