İki küresel yüzey veya bir düzlemle bir küresel yüzey arasında kalan saydam ortamlara mercek denir.

Şekildeki gibi yüzeyler kesişiyorsa ince kenarlı mercek olur ki bu mercek üzerine gelen bütün ışınları her iki yüzeyden kırarak asal eksenine yaklaştırır. Mercekler yüzeylerin şekline göre iki tip olabilir.

Şekildeki gibi yüzeyler kesişmiyorsa bu merceklere kalın kenarlı mercek denir. Kalın kenarlı mercek ışığı her iki yüzeyden kırarak asal eksenden uzaklaştırır.

Bu durum merceğin kırılma indisinin ortamın kırılma indisinden büyük olması halinde mümkündür.

Aynalarda olduğu gibi merceklerde de ışığın toplandığı nokta odak noktası ve bu noktanın merceğe uzaklığı odak uzaklığıdır. Fakat burada odak uzaklığı küresel yüzeylerin yarıçapının yarısı kadar değildir ve merceğin hem sağından gelen ışınlar hemde solundan gelen ışınlar her iki yüzeyde de eşit miktarda kırıldıkları için mercekten eşit uzaklıklarda odaklanırlar. Bir mercekte odak uzaklığı;

Merceğin havaya göre odak uzaklığı, suya göre odak uzaklığından daha küçüktür.

1. Asal eksene paralel gelen ışın, odaktan geçecek şekilde kırılır.

3. Odak uzaklığının iki katı mesafede gelen ışın, yine odak uzaklığının iki katı mesafeden geçecek şekilde kırılır.

Herhangi bir ışının davranışını bulmak için şekildeki gibi ışına parelel ve optik merkezden geçen bir yardımcı eksen çizilir.

1. Cisim 2F noktasının dışında ise görüntü F ile 2F arasında ters, gerçek ve boyu cismin boyundan küçüktür.

2. Cisim 2F de ise görüntüsü 2F de ters, gerçek ve boyu cismin boyuna eşittir.

3. Cisim 2F ile F arasında ise görüntüsü 2F nin dışında, ters, gerçek ve boyu cismin boyundan büyüktür.

4. Cisim F de ise görüntüsü sonsuzda olur.

6. Cisim mercekle F arasında ise, görüntü cismin arkasında, düz, zahirî ve boyu cismin boyundan büyüktür.

1. Asal eksene paralel gelen ışın uzantısı odaktan geçecek şekilde kırılır.

4. Optik merkeze gelen ışın kırılmadan gider.

Şekilde görüldüğü gibi cisim nerede olursa olsun görüntü her zaman cismin olduğu taraftaki odakla mercek arasında düz, zahiri ve boyu cismin boyundan küçük olur. Cisim merceğe yaklaştıkça görüntü de merceğe yaklaşır ve boyu artar. Cisim sonsuzda iken görüntü odakta olur.

1. Cisim ince kenarlı mercekten 3f kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f/2 kadar uzakta olur ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur.

2. Cisim ince kenarlı mercekten 3f/2 kadar uzakta ise, görüntüsü mercekten 3f kadar uzakta olur ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur.

3. Cisim ince kenarlı mercekten f/2 kadar uzakta ise, görüntüsü cisimle aynı tarafta, mercekten f kadar uzakta ve görüntünün boyu cismin boyunun iki katı olur

4. Cisim kalın kenarlı mercekten f kadar uzakta ise görüntü mercekten f/2 kadar uzakta ve boyu cismin boyunu yarısı kadar olur.