Žmogaus akis yra sudėtinga optinė sistema, kurią sudaro ragena, rainelė, vyzdys, lęšiukas, krumplynas, stiklakūnis ir tinklainė. Šios dalys veikia kartu, kad suformuotų apverstą daikto atvaizdą tinklainėje. Smegenys šį atvaizdą apverčia. Akis turi unikalių savybių: akomodaciją (gebėjimą keisti lęšiuko židinio nuotolį), adaptaciją (gebėjimą prisitaikyti prie skirtingo apšvietimo) ir konvergenciją (gebėjimą nukreipti abi akis į tą patį tašką).

Geometrinėje optikoje nagrinėjamas daikto atvaizdo susidarymas lęšiuose. Abipus įgaubtas (sklaidomasis) lęšis suformuoja menamą, sumažintą ir tiesioginį atvaizdą. Atvaizdo atstumas apskaičiuojamas naudojant lęšio formulę: 1/f = 1/d + 1/d', kur f – židinio nuotolis (sklaidomajam lęšiui neigiamas), d – objekto atstumas, d' – atvaizdo atstumas. Pavyzdyje, kai daiktas yra 12 cm atstumu nuo lęšio, kurio židinio nuotolis -10 cm, atvaizdo atstumas gaunamas apytiksliai -5.5 cm (menamas atvaizdas).

Lygiagrečių spindulių pluoštas, krintantis į lęšį, keičia savo formą. Sklaidomasis lęšis išsklaido spindulius, todėl už lęšio pastatytame ekrane susidaro didesnė šviesi dėmė. Glaudžiamasis lęšis, turintis tokį patį židinio nuotolį kaip ir sklaidomasis, spindulius sufokusuotų į mažesnę dėmę.

Šviesai pereinant iš vienos terpės į kitą, keičiasi jos sklidimo kryptis ir greitis. Tai lemia atvaizdo susidarymo ypatumus. Pavyzdyje, okeanologas fotografuoja jūros žvaigždę vandenyje. Reikia atsižvelgti į šviesos lūžį vandenyje (lūžio rodiklis 1,33) ir ore. Dėl šviesos lūžio, atvaizdas fotojuostoje bus mažesnis, nei pati jūros žvaigždė.

Trumparegystė ir toliaregystė yra dažni regėjimo sutrikimai. Trumparegystės atveju atvaizdas susidaro prieš tinklainę, todėl tolimi daiktai matomi neryškiai. Toliaregystės atveju atvaizdas susidaro už tinklainės, todėl artimi daiktai matomi neryškiai. Trumparegystė koreguojama akiniais su sklaidomaisiais lęšiais, o toliaregystė – akiniais su glaudžiamaisiais lęšiais. Senatvinė toliaregystė atsiranda dėl lęšiuko gebėjimo keisti formą sumažėjimo.

Sąlytiniai lęšiai yra alternatyva akiniams, dedami tiesiai ant akies obuolio. Jie gali būti vienadieniai, savaitiniai ar mėnesiniai, pagaminti iš deguoniui laidžios medžiagos. Svarbu laikytis higienos reikalavimų ir išimti lęšius nakčiai, nebent jie yra skirti nepertraukiamam nešiojimui. Spalvoti sąlytiniai lęšiai gali būti naudojami ne tik regėjimo korekcijai, bet ir akių spalvos keitimui.