成像系统将空间分成物空间(object space)和像空间(image space),有时称“物方”和“像方”。如果物空间中一个物点P发出的发散球面波经过成像系统变换成一个会聚球面波，球面波中心为P'，则此系统称为理想光学系统，亦即理想光学。
系统将物方的同心光束转换成像方的同心光束。下图表示一个理想光学系统L,其中P0为光轴上一个物点，它的像点P0'在光轴上;P1为光轴外一个物点，它的像点P1'在光轴外。
图片理想光学研究光线在理想光学系统中的传递和变换,具有以下特点:
(1)物方每一个点对应像方一个点(共轭点)，又称“点点成像”。
(2)物方每一条直线对应像方一条直线(共轭线)。
(3)物方每一个平面对应像方一个平面(共轭面)。
如果系统是轴对称的，还具有以下特征:
(4)光轴上任何一点(物点)的共轭点(像点)也在光轴上。
(5)任何垂直于光轴的平面(物平面)的共轭面仍与光轴垂直。
(6)在垂直于光轴的物平面内横向放大率相同，亦即二维成像过程中像与物为相似图形，其比率称为横向放大率(transverse magnifcation)，记为β。
(7)在垂直于光轴但位置不同的物平面内的横向放大率一般不相同。
理想光学系统只是实际光学系统的近似模型。当物点发射的光束的孔径角足够小，满足
sin u ≈ tan u ≈ u
且轴外物点和光轴的距离与系统的参数(如焦距)的比足够小时，实际成像系统的行为可以用理想光学来近似描述。它是高斯首先提出来的，因此又称高斯光学(Gaussian optics)或傍轴光学(paraxial optics)。
资料：《近代光学系统设计概论》，宋菲君等。
