為了方便說明像差的成因，我們僅以平行的入射光來探討他們在幾何光學(xué)上的差異。其實天文觀測的目標(biāo)都是遙遠(yuǎn)的星體，基本上也符合平行光的假設(shè)。

     球面像差（對稱的像差）：當(dāng)沿著光軸的平行入射光不能完全聚焦時，我們稱為「球面像差」。

  透鏡的球面像差

反射鏡的球面像差

彗形像差（不對稱的像差）：傾斜于光軸的平行入射光無法完全聚焦的情況，我們稱為「彗形像差」。

色像差：若是不同的顏色光線有不同的聚焦點，我們稱為「色像差」。通常紅色光的焦距比藍(lán)光大一些。 

彎曲的像場：即使光學(xué)系統(tǒng)能完美地聚焦，但是卻常發(fā)生它們的聚焦平面與我們希望的成像平面不一致。因此透鏡會有bending的設(shè)計。

Astigmatism：因為物體經(jīng)由透鏡成像時，常會發(fā)生X軸與Y軸的聚焦點不一致。

變形：基本上變形的發(fā)生不能看似完全的像差。它并不是因為影像的聚焦不良所致，相反的它是清晰的成像，但是卻發(fā)生與原來的物體的外型不一致。

最完美的成像：拋物面鏡

數(shù)學(xué)上的定義： y²＝ 4 F．x         F：鏡面焦距長度

鏡面特色：平行光軸的入射光線可以完美聚焦于焦點。同時因為是反射面成像，所以沒有任何色像差。若是采用拋物面來作為天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡是一個非常好的選擇。不但能兼顧光學(xué)系統(tǒng)的重量與成像品質(zhì)。很可惜的，若是非平行的入射光沿著主軸進(jìn)來，會有對稱的「球面像差」。若是平行入射光傾斜于主軸，會有不對稱的「彗形像差」產(chǎn)生。因此拋物面鏡最適合于長焦距的天文望遠(yuǎn)鏡，而不適合于地面景物的觀測。

不過拋物面的鏡面不易制造，必須藉由許多球面鏡的研磨方式逐漸逼近拋物面的曲度，因此價格自然也較為高昂。以一個口徑8吋、 F/4鏡面而言，中間的鏡面與球面鏡差距其實是非常微小的，只有數(shù)個波長之差。雖然這只是微小的差別，卻可以改善影像的品質(zhì)甚多。

為了獲得高精度的拋物面，必須透過多次球面研磨。

由于拋物面鏡是經(jīng)過多次球面鏡的研磨而成，因此拋物面鏡可以看成是多個球面鏡所構(gòu)成。利用這個光學(xué)特性，可以成為檢測拋物面鏡的一個簡易的方法，我們稱為「刀口測試」。

結(jié)語：反射鏡的制作成本比折射鏡低廉非常多，因此大口鏡的望遠(yuǎn)鏡幾乎都采用拋物面鏡。若是用途僅止于天文攝影，采購該型望遠(yuǎn)鏡算是不錯的選擇。尤其在星團(tuán)與星云的拍攝，超大口徑的拋物面鏡幾乎是唯一的選擇。

沒有彗形像差：球面鏡

數(shù)學(xué)上的定義： y²＝ 4 F²－ x²         F：鏡面焦距長度（R＝2F）

球面鏡特色：球面鏡的幾何對稱，因此沿著光軸或傾斜光軸的平行入射光都具有相同的「球面像差」。不過沒有「彗形像差」則是它的優(yōu)點。由于球面鏡的制作成本低廉，因此大都制造成極大的口徑來獲得它的優(yōu)勢。不過同樣屬于反射鏡的拋物面鏡，因為鏡面中間的完美成像品質(zhì)，已經(jīng)逐漸取代球面鏡。

具有彈性的呈像矯正：折射鏡

因為折射鏡是由多個透鏡組成，透鏡的每一面都是球面鏡。目前因為鏡片的研磨技術(shù)進(jìn)步，少數(shù)的鏡片也能制造成非球面鏡。為了能夠消除「像差」與「色像差」，因此鏡片的材質(zhì)非常重要。一般由兩片鏡片構(gòu)成的鏡片組，我們稱為「Achromatic」。

透鏡的研磨成本高昂，加上鏡片組的重量，因此非常不適合用于大口徑的天文望遠(yuǎn)鏡。不過由于折射鏡可以透過不同材質(zhì)與曲度的鏡片搭配來消除色、像差，所以可以同時用于天文觀測與地面景物觀看等用途，算是一個全方位的望遠(yuǎn)鏡。坊間許多稱為「螢石鏡」或是「ED鏡」，是因為鏡片組的第一片鏡片采用高折射率、低色散的鏡片制造，而第二片仍須使用高色散的鏡片。一般的光學(xué)玻璃都是高折射率，同時也具有高色散的情形，所以「螢石鏡」或是「ED鏡」就顯得珍貴了。由于天文望遠(yuǎn)鏡的入射光幾乎都是平行光（遙遠(yuǎn)的恒星），同時視野狹窄（高倍率），因此只要三片式透鏡的主鏡就已經(jīng)十分足夠了。當(dāng)然若想用于地面觀看，效果必須打一點折扣！

結(jié)語：若是你想添購一只可以用于地面景物觀看，同時又想進(jìn)行天文觀測。那折射式望遠(yuǎn)鏡是你的首選。

光學(xué)系統(tǒng)

在簡易的反射式天文望遠(yuǎn)鏡（牛頓式望遠(yuǎn)鏡），由于安置斜鏡之故，常會造成星光成 ＋字形。

彗形像差會發(fā)生在影像的邊緣，它的形狀會呈現(xiàn)橢圓形。若是所有星點都呈現(xiàn)橢圓形，那表示望遠(yuǎn)鏡追蹤攝影的誤差，而非像差。

反射式望遠(yuǎn)鏡的大口徑優(yōu)勢，可以讓暗星體完全呈現(xiàn)。這絕非一般的折射式望遠(yuǎn)鏡所能達(dá)到。因此反射鏡是星云攝影的必須工具。目前幾乎所有的大型天文臺都使用反射式望遠(yuǎn)鏡來掠取最暗的星體，作為研究之用。

折射式望遠(yuǎn)鏡會有明顯的色差發(fā)生。為了避免小小的色差，往往必須付出高額的代價。

高價格且成像良好的折射式天文望遠(yuǎn)鏡非常適合拍攝高倍率的星野攝影。