球面透镜由于球差导致成像点模糊，而非球面透镜的成像点非常清晰。因此非球面透镜可用于替代球面透镜组来校正像差，例如:一般使用十片透镜的变焦镜头，可以使用一两个非球面透镜来替换五六个球面透镜，可实现相同或更高的光学效果、降低生产成本，同时也能实现系统轻量化、小型化。而且减少透镜数量的光学系统也会减少系统对机械公差、额外的校准步骤，以及增透镀膜要求，提高系统的整体实用性和降低整体系统设计成本。
  应用于大视场、大孔径，像差要求高，结构要求小，或有特殊要求的光学系统中，非球面光学元件因其优良的光学性能而日益成为一类非常重要的光学元件。