Bei einem normalsichtigen Auge (Emmetropie) werden eintretende Lichtstrahlen von Linse und Hornhaut so gebrochen, dass sie sich auf der Netzhaut treffen und ein scharfes Bild erzeugen. Aber nicht alle Augen entsprechen dieser Idealform. Manche Augen sind länger oder kürzer aufgebaut; die Brechkraft von Hornhaut und Linse kann variieren, sodass die Lichtstrahlen nicht mehr exakt auf der Netzhaut gebündelt werden. Gleichzeitig kann auch eine nicht kugelförmig gekrümmte Hornhaut verzerrte Bilder hervorrufen.
Besteht also ein Missverhältnis zwischen der Brechkraft von Hornhaut und Linse sowie der Länge des Auges, dann entsteht auf der Netzhaut ein unscharfes Bild. Man spricht hier von einer Fehlsichtigkeit. Im Wesentlichen unterscheidet man vier Formen der Fehlsichtigkeit, wovon sich einige erst mit zunehmendem Alter entwickeln:
Kurzsichtigkeit (Myopie)
In einem kurzsichtigen Auge wird das Licht im Verhältnis zur Augenlänge zu stark gebrochen, sodass das Bild schon vor der Netzhaut entsteht und ein unscharfes Bild von entfernt gelegenen Gegenständen gesehen wird. Kurzsichtige Augen haben meist eine größere Augenlänge als normalsichtige Augen. Eine optische Korrektur mit Zerstreuungslinsen lässt ein scharfes Bild auf der Netzhaut entstehen. Diese Linse wird in Minus-Dioptrien angegeben (z. B. -2,5 Dpt).
Weitsichtigkeit (Hyperopie)
In einem weitsichtigen Auge wird das Licht im Verhältnis zur Augenlänge zu schwach gebrochen, sodass das Bild erst hinter der Netzhaut entstehen würde. Es entstehen unscharfe Bilder von nahe gelegenen Gegenständen, wohingegen fern gelegene Objekte meist scharf gesehen werden. Weitsichtige Augen haben meist eine kürzere Augenlänge als normalsichtige Augen. Eine optische Korrektur mit Sammellinsen lässt ein scharfes Bild auf der Netzhaut entstehen. Diese Linse wird in Plus-Dioptrien angegeben (z. B. +2,5 Dpt).
Hornhautverkrümmung (Astigmatismus)
Die Oberfläche der Hornhaut, welche die am stärksten brechende Fläche des menschlichen Auges ist, entspricht bei einem normalsichtigen Auge der Oberfläche einer Kugel. Ist diese Oberfläche aber verkrümmt, werden die Lichtstrahlen nicht in einem Brennpunkt, sondern in einer Brennlinie gebündelt. Dadurch entsteht ein verzerrter Seheindruck (= Stabsichtigkeit). Diese Brennlinie kann je nach Art des Astigmatismus vor, auf oder hinter der Netzhaut entstehen. Bei dieser Art von Fehlsichtigkeit werden die in verschiedenen Achsen unterschiedlichen Brechungseigenschaften mithilfe eines zylindrischen Glases ausgeglichen. Astigmatismus geht oft mit einer Kurzsichtigkeit oder einer Weitsichtigkeit einher. Diese wird daher in Plus- oder Minus-Dioptrien angegeben, hat aber zusätzlich noch eine Angabe der Achsenlage des Korrekturglases angegeben (z. B. -1,5 Dpt/Achse 90°).
Alterssichtigkeit (Presbyopie)
Die Linse des menschlichen Auges hat die Fähigkeit, durch Veränderung ihrer Krümmungsradien Gegenstände in der Ferne genauso scharf auf der Netzhaut darzustellen wie in der Nähe liegende Objekte. Diese Funktion nennt man Akkommodation. Im Laufe des Reifungsprozesses des menschlichen Körpers kommt es aber zu einer Abnahme dieser Fähigkeit. Daher kommt es ca. ab dem 45. Lebensjahr zu Leseproblemen in der Nähe. Dies ist ein ganz normaler Vorgang und betrifft jeden Menschen. Weitsichtige benötigen im Vergleich zu kurzsichtigen Menschen schon etwas früher die Unterstützung durch eine Lesebrille. Ausgeglichen wird diese Nahleseschwäche durch Sammellinsen. Diese Linse wird auf dem Brillenrezept wie folgt angegeben: z. B. Nahaddition +2,0 Dpt.