Існують дві головні аномалії заломлення променів (рефракції) в оці: короткозорість, або міопія, і далекозорість, або гіперметропія. Ці аномалії обумовлені, як правило, не недостатністю заломлюючих середовищ, а ненормальною довжиною очного яблука.
Короткозорість. Якщо поздовжня вісь очі занадто довга, то головний фокус буде знаходитися не на сітківці, а перед нею, в склоподібному тілі. В цьому випадку паралельні промені сходяться в одну крапку не на сітківці, а десь ближче неї, а на сітківці замість точки виникає коло світлорозсіювання. Такий очей називається короткозорим - миопическим. У короткозорого далека точка ясного бачення знаходиться не в нескінченності, а на кінцевому (і досить близькій) відстані. Щоб ясно бачити вдалину, короткозорий повинен помістити перед очима увігнуті скла, які зменшать здатність заломлення силу кришталика і тим самим відсунутий сфокусоване зображення на сітківку.
Далекозорість. Протилежністю короткозорості є далекозорість -гіперметропія. У далекозорим оці поздовжня вісь очі коротка, і тому паралельні промені, що йдуть від далеких предметів, збираються позаду сітківки, а на ній виходить неясне, розпливчасте зображення предмета. Цей недолік рефракції може бути компенсований шляхом аккомодационного зусилля, т. Е. Збільшення опуклості кришталика. Тому далекозоре людина напружує акомодації м'яз, дивлячись не тільки поблизу, але і вдалину.
У далекоглядних людей найближча точка ясного бачення відстоїть від ока далі, ніж в осіб з нормальним зором. Тому скиаскопічні зусилля при розгляданні близьких предметів є недостатніми. В результаті для читання далекозорі люди повинні надягати двоопуклі окуляри, які посилюють заломлення променів. Гіперметропії не слід змішувати зі старечою далекозорістю. Ці два недоліки мають загальним лише те, що при них необхідно користуватися двоопуклими очками.
Астигматизм. До аномалій рефракції слід віднести також астигматизм, т. Е. Неоднакове заломлення променів в різних напрямках (наприклад, по горизонтальному і вертикальному меридіану). Всі люди в невеликому ступені є астігматіков, тому астигматизм слід віднести до недосконалості будови ока як оптичного інструмента.
Астигматизм обумовлений тим, що рогова оболонка не є строго сферичною поверхнею: в різних напрямках вона має різний радіус кривизни. При сильних ступенях астигматизму ця поверхня наближається до циліндричної, що дає спотворене зображення на сітківці. Виправляється астигматизм приміщенням перед очима спеціальних циліндричних стекол. Якщо, наприклад, рогова оболонка переломлює слабкіше в вертикальному напрямку, то скло повинне заломлювати в цьому напрямку сильніше.