光學設計的過程大體上可以分為六個步驟：

第一步，根據(jù)儀器總體性能設計要求，確定光學設計系統(tǒng)的結構參數(shù)，即確定鏡頭的焦距（f'），視場范圍（角視場或線視場y'），相對孔徑D/f'或數(shù)值孔徑NA，同時確定鏡頭的成像質(zhì)量要求。

第二步，根據(jù)光學鏡頭的性能指標選擇鏡頭的結構型式，給出一個初始結構。可以根據(jù)廣大光學設計人員的經(jīng)驗和實踐進行選擇，這些結構型式優(yōu)化更容易得到好的結構。

如要設計一個焦距是50mm，相對孔徑為1/3.5，全視場為50°的照相物鏡一般選擇“三片（柯克）”型或“天塞”型式。

如要設計相對孔徑為1/2，那么選擇“雙高斯”型式。

如要設計低倍顯微鏡，放大率為-5X，數(shù)值孔徑NA=0.1，則一般選擇雙膠合透鏡，設計放大率為-10X，數(shù)值孔徑為0.3，選擇兩組雙膠合的“李斯特”型式。

第三步，進行像差矯正。即通過改變鏡頭各面的面型參數(shù)（球面透鏡的曲率半徑，非球面的非球面系數(shù)），改變透鏡的厚度及透鏡之間的間隔，更換透鏡材料來使得鏡頭的像差逐步減少，當把鏡頭的像差校正到一定一定程度后，轉(zhuǎn)入第四步像質(zhì)評價。

第四步，像質(zhì)評價。按照儀器總體性能指標所要求的成像質(zhì)量，對鏡頭的像差值和像差狀況進行評價，評價后如果沒有達到要求，則轉(zhuǎn)回第三步，分析原因，決定采取的步驟和措施，繼續(xù)進行像差矯正，直到鏡頭的成像質(zhì)量符合要求。

第五步，計算，分配，制定鏡頭元件、組件的加工公差和裝配公差。

第六步，繪制光學系統(tǒng)圖，光學組件和零件圖并作規(guī)范的各項標注。