近视眼和远视眼的屈光系统为球面系统，尽管成像的位置不同，但毕竟可以成像，所以我们可以利用球面透镜将其矫正。矫正散光眼则需要在不同子午线内有不同屈光力的透镜。该类镜片称为柱镜或球柱镜，临床亦称为散光镜片。
一、散光眼的屈光特征
眼球在不同子午线上屈光力不同，在互相垂直的两个子午线方向上有大及小的屈光力，进而成像状态为前后两条互相垂直的焦线。形成两条焦线。形成两条焦线和小弥散斑的屈光状态称为散光。散光可由角膜或晶状体产生。
二、柱面透镜
柱面透镜的特点是一条主子午线有屈光力，与之垂直的另一主子午线无任何屈光力。柱面透镜可以从一透明圆柱体（如：玻璃）沿轴方向切下而得到。
由于柱面透镜在与轴平行的方向上曲率为零（没有弯曲），所以光线通过柱面透镜在这个方向上没有屈折，柱面透镜在与轴垂直的方向上有大的曲率，所以光线通过柱面透镜在这个方向上受到大的屈光力。平行光通过柱面透镜后会聚到焦点，焦点集合成一直线称为焦线，焦线与轴平行。
三、柱面透镜的屈光力
柱面透镜沿轴方向的曲率为零，与轴垂直方向有大的曲率，该方向的屈光力为柱镜的屈光力。如果柱面大曲率的半径为r，透镜的折射率为n，则柱面的屈光力为：
F=n-1/r
屈光力的单位为“D”，对于柱面透镜，还要记录柱面的缩写“C”，即写作DC。例如皇冠玻璃的折射率n=1.523，柱面大曲率的半径为0.523m，则该柱面的屈光力为+1.00DC。
四、柱镜叠加
在讨论散光镜片的时候，常利用光学“+”字图，由于可以在图中“+”字的水平和垂直的两方向上直接标出屈光力，所以在讨论柱镜叠加等问题时非常直观、方便。
正交柱镜，即两个或多个柱镜叠加，但它们的轴位相同或正好相差90°，这样的柱镜叠加具有以下性质：
- 轴向相同的两柱镜叠加，其效果等于一个柱镜，其屈光力为两个透镜屈光力的代数和。
- 两相同轴向、相同屈光力但正负不同的柱面叠加，结果互相中和。
- 两相同屈光力且轴互相垂直的柱镜叠加，效果为一球面透镜。且球面镜的屈光力等于柱面镜的屈光力。
- 一枚柱面镜可由一相同屈光力的球面镜与一枚屈光力相同但符号相反且轴向垂直的柱面镜的屈光力。
- 两轴互相垂直屈光力不等的柱面叠加可等效为一球面与一柱面的叠加。