理想光學系統是能產生清晰的、與物完全相似的像的成像系統。光束中各條光線或其延長
線均交于同一點的光束稱為同心光束。入射的同心光束經理想光學系統后，出射光束必定也是同心光束。入射和出射同心光束的交點分別稱為物點和像點。理想光學系統具有下述性質：①交于物點的所有光線經光學系統后，出射光線均交于像點。反之亦然。這一對物像可互換的點稱為共軛點。②物方的每條直線對應像方的一條直線稱共軛線；相對應的面稱共軛面。③任何垂直于光軸的平面，其共軛面仍與光軸垂直。④對垂直于光軸的一對共軛平面，橫向放大率為常量。研究理想光學系統上述物像兩方一一對應關系的理論稱為高斯光學。首先由德國科學家C.高斯在1841年的著作中闡明。實際上不存在真正的理想光學系統。共軸球面系統在近軸條件下可近似滿足理想光學系統的要求。