非球面镜头(Aspherical Lens)是镜头所用的镜片为非球面的镜片，也就是说.镜片的表面形状可能是二次，三次 曲面，其中三次曲面也被称为自由曲面。
非球面镜头的镜片形状是通过精确计算并由精密机器研磨而成，在设计过程中充分考虑到上述各校正因素，因而 一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果，用非球面镜片制造镜头可以有效减少镜片的数量并因此减 小镜头的体积,还使得镜头的成像精度更佳，透光度更好，色彩还原更加准确.
非球面镜片的主要特点就是可以改善镜片边缘部分对光的折射率，从而使物体的成像更加细致。将非球面镜片首 次应用到监控镜头中，使该种镜头的性能大为提高。现在非球面镜头是将混合非球面镜片（Hybrid Aspherical Element）与低散射（LD，Low-Dispersing）镜片有机地结合，从而获得了优异的光学特性。其中 LD 镜片具有非平 行光成像的性质（unparallel optieal quality），可以有效地消除使图象对比度及锐度都减弱的色差现象。
这种非球面镜头的加工工艺要求很高：
一方面，光学树脂（optical resin）的光学特性只有在铸型过程中保证各种适当的管理才能达到最佳：另一方面， 易碎的 LD 镜片的物理特性又需要在抛光及镀膜过程中保证最精密的加工精度。
普通球面镜片边缘部分的光线由于折射而使成像点变得模糊，出现光晕；而非球面镜片边缘部分的光线经过高次 曲面的折射恰好聚焦于一点，因而成像点非常精确。非球面镜头的成像质量因此得到提高。另外，由于一片非球面 镜片就可以取代多片球面镜片的组合，因而镜头的体积相应缩小，透光率也有所改善。
高端的监控摄像机镜头都是复式镜头，在结构上向多组、多片发展，不管它的结构多么复杂，其透镜组都是由会聚透镜和发散透镜组成，会聚透镜是凸透镜，发散透镜是凹透镜，无伦是凸透镜或凹透镜总是有一个球形的面，所 以才把带球形面的透镜称为“球面镜头”。现代球面镜头虽然已经广泛使用电子计算机进行设计和加工，也都采用 新型优质光学玻璃制造，尽管如此，也难从根本上消除各种球面像差和色差以及其它像差。特别是长焦距、大口径 镜头，各种像差尤为严重。要想从根本上解决这些问题，最好的办法就是：设计出精密准确的非球面镜头。
非球面镜头的特点是：能够提高摄影镜头的结像力（分辨率）。便于制造大口径镜头，特别是制造大口径变焦镜 头，对增大变焦倍数、使镜头高质量、小型化尤显得十分重要。所以非球面镜头几乎成了镜头的发展趋势。早在五 十年代初，就有人提出改善镜头成像质量的最佳方案是使摄影镜头非球面化。上图是球面镜头与非球面镜头在光线 聚焦情况下的比较。
