凹透鏡在光學透鏡中應用也很廣泛。凹透鏡亦稱為負球透鏡，鏡片的中央薄，周邊厚，呈凹形，所以又叫凹透鏡。以下簡單說明凹透鏡幾個特點。

凹透鏡對光有發散作用。平行光線通過凹球面透鏡發生偏折后，光線發散，成為發散光線，不可能形成實性焦點，沿著散開光線的反向延長線，在投射光線的同一側交于F點，形成的是一虛焦點。

凹透鏡成像的幾何作圖與凸透鏡者原則相同。從物體的頂端亦作為兩條直線：一條平行于主光軸，經過凹透鏡后偏折為發散光線，將此折射光線相反方向返回至主焦點；另一條通過透鏡的光學中心點，這兩條直線相交于一點，此為物體的像。凹透鏡所成的像總是小于物體的、直立的虛像，凹透鏡主要用于矯正近視眼。凹透鏡又可分為：雙凹透鏡，是兩面凹的透鏡；平凹透鏡，是一面凹、一面平的透鏡；凸凹透鏡，為一面凸、一面凹的透鏡。

通常凹透鏡兩面曲率中心之連線稱為主軸，其中央之點O稱為光心。通過光心的光線，無論來自何方均不折射。平行主軸之光束，照于凹透鏡上折射后向四方發散，逆其發散方向的延長線，則均會于與光源同側之一點F，其折射光線恰如從F點發出，此點稱為虛焦點。在透鏡兩側各有一個。凹透鏡又稱為發散透鏡。凹透鏡的焦距，是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的球面曲率半徑越大其焦距越長，如為薄透鏡，則其兩側之焦距相等。