非球面鏡頭(Aspherical Lens)是鏡頭所用的鏡片為非球面的鏡片，也就是說.鏡片的表面形狀可能是二次，三次 曲面，其中三次曲面也被稱為自由曲面。

非球面鏡頭的鏡片形狀是通過精確計算并由精密機器研磨而成，在設計過程中充分考慮到上述各校正因素，因而 一片非球面鏡片就能實現多個球面鏡片校正像差的效果，用非球面鏡片制造鏡頭可以有效減少鏡片的數量并因此減 小鏡頭的體積,還使得鏡頭的成像精度更佳，透光度更好，色彩還原更加準確.

非球面鏡片的主要特點就是可以改善鏡片邊緣部分對光的折射率，從而使物體的成像更加細致。將非球面鏡片首 次應用到監控鏡頭中，使該種鏡頭的性能大為提高。現在非球面鏡頭是將混合非球面鏡片（Hybrid Aspherical Element）與低散射（LD，Low-Dispersing）鏡片有機地結合，從而獲得了優異的光學特性。其中 LD 鏡片具有非平 行光成像的性質（unparallel optieal quality），可以有效地消除使圖象對比度及銳度都減弱的色差現象。

這種非球面鏡頭的加工工藝要求很高：

一方面，光學樹脂（optical resin）的光學特性只有在鑄型過程中保證各種適當的管理才能達到最佳：另一方面， 易碎的 LD 鏡片的物理特性又需要在拋光及鍍膜過程中保證最精密的加工精度。

普通球面鏡片邊緣部分的光線由于折射而使成像點變得模糊，出現光暈；而非球面鏡片邊緣部分的光線經過高次 曲面的折射恰好聚焦于一點，因而成像點非常精確。非球面鏡頭的成像質量因此得到提高。另外，由于一片非球面 鏡片就可以取代多片球面鏡片的組合，因而鏡頭的體積相應縮小，透光率也有所改善。

高端的監控攝像機鏡頭都是復式鏡頭，在結構上向多組、多片發展，不管它的結構多么復雜，其透鏡組都是由會聚透鏡和發散透鏡組成，會聚透鏡是凸透鏡，發散透鏡是凹透鏡，無倫是凸透鏡或凹透鏡總是有一個球形的面，所 以才把帶球形面的透鏡稱為“球面鏡頭”。現代球面鏡頭雖然已經廣泛使用電子計算機進行設計和加工，也都采用 新型優質光學玻璃制造，盡管如此，也難從根本上消除各種球面像差和色差以及其它像差。特別是長焦距、大口徑 鏡頭，各種像差尤為嚴重。要想從根本上解決這些問題，最好的辦法就是：設計出精密準確的非球面鏡頭。

非球面鏡頭的特點是：能夠提高攝影鏡頭的結像力（分辨率）。便于制造大口徑鏡頭，特別是制造大口徑變焦鏡 頭，對增大變焦倍數、使鏡頭高質量、小型化尤顯得十分重要。所以非球面鏡頭幾乎成了鏡頭的發展趨勢。早在五 十年代初，就有人提出改善鏡頭成像質量的最佳方案是使攝影鏡頭非球面化。上圖是球面鏡頭與非球面鏡頭在光線 聚焦情況下的比較。