畸变，七大成像像差之一，也是唯一不会改变成像清晰度的像差。畸变是一种单色光学像差，描述了在固定工作距离下，图像中放大倍率在视场范围内的变化情況，这在精密仪器视觉与计量应用中极其重要。正因为畸变是单色像差，因此畸变大小会随波长大小改变，如下图所示，不同波长的视场畸变曲线不重合（三种颜色不同的曲线分别代表不同波长的畸变曲线）。当校准机器视觉系统的畸变时，需要考虑照明光源的波长。

畸变一词经常与失真一词互换使用。由于畸变不会减少图像中信息的像差，只是以几何方式让信息错位。这意味着，畸变实际上可以从图像计算或映射。而实际上大多数像差会将信息混在一起，从而造成图像模糊，来自其他像差的信息实际上已在图像中丟失并且无法轻松重建。另外，在畸变较大的光学系统中，某些信息和细节可能因分辨率随放大倍率而变化或因太多信息挤在单一像素上而丟失[1]。

与其他像差一样，畸变是由镜头的光学设计决定的。畸变是三阶像差，对于简单的镜头，它会随着视场的三次幂而增大，这意味着，较大的视场（由低放大倍率或短焦距产生）比较小的视场（由高放大倍率或长焦距产生）更容易出现失真。应该在短焦距镜头实现的宽视场与系统中引入的像差（例如畸变）之间权衡利弊。在设计具备低畸变镜头时，可以减小可实现的最大分辨率。为了将畸变降到最低的同时保持高分辨率，可以在光学系统中加⼊更多透镜或采⽤更复杂的光学玻璃，系统的复杂度因此有所增加。

在简单镜头中，主要有两种失真：负畸变（桶形失真），其中视场中的点更靠近中心；以及正畸变（枕形失真），其视场中的点更远离中心。桶形和枕形是指在出现两种失真时，矩形视场会形成的形状，如图所示。

畸变通常以视场百分比的形式指定，要计算畸变，只需使下式将图像的实际距离(ya)与预计距离(yi)关联。这可以通过使用点目标等图案来实现。

目视系统中±3%以内的畸变很难被察觉。