本課程包括幾何光學、典型光學系統和像差理論三大部分，其后繼課程是光學CAD課程設計。幾何光學部分以高斯光學理論為核心內容，包括了光線光學的基本概念與成像理論、球面和平面光學系統及其成像原理、理想光學系統原理、光能和光束限制等基礎內容；典型光學系統部分包括了眼睛、顯微鏡與照明系統、望遠鏡與轉像系統、攝影光學系統和投影光學系統等成像原理、光束限制、放大倍率及其外形尺寸計算；像差理論詳細敘述了光學系統的軸上點像差、軸外點像差和色差的形成原因、概念、現象、基本計算、典型結構的像差特征和校正像差的基本方法，為學生學習光學系統設計打下基礎。