оптическая ось — прямая линия, проходящая через геометрический центр линзы и соединяющая два центра кривизны ее поверхностей. Иногда оптическую ось линзы называют ее главной осью. Путь светового луча вдоль этой оси перпендикулярен поверхностям и как таковой неизменен. Все остальные пути лучей, проходящие через линзу и ее оптический центр (геометрический центр тонкой линзы), называются вторичными осями. Оптическая ось кривого зеркала проходит через его геометрический центр и центр кривизны.
Термин «оптическая ось» не следует путать с термином «оптическая ось», используемым в кристаллографии.