光学设计的过程大体上可以分为六个步骤：

第一步，根据仪器总体性能设计要求，确定光学设计系统的结构参数，即确定镜头的焦距（f'），视场范围（角视场或线视场y'），相对孔径D/f'或数值孔径NA，同时确定镜头的成像质量要求。

第二步，根据光学镜头的性能指标选择镜头的结构型式，给出一个初始结构。可以根据广大光学设计人员的经验和实践进行选择，这些结构型式优化更容易得到好的结构。

如要设计一个焦距是50mm，相对孔径为1/3.5，全视场为50°的照相物镜一般选择“三片（柯克）”型或“天塞”型式。

如要设计相对孔径为1/2，那么选择“双高斯”型式。

如要设计低倍显微镜，放大率为-5X，数值孔径NA=0.1，则一般选择双胶合透镜，设计放大率为-10X，数值孔径为0.3，选择两组双胶合的“李斯特”型式。

第三步，进行像差矫正。即通过改变镜头各面的面型参数（球面透镜的曲率半径，非球面的非球面系数），改变透镜的厚度及透镜之间的间隔，更换透镜材料来使得镜头的像差逐步减少，当把镜头的像差校正到一定一定程度后，转入第四步像质评价。

第四步，像质评价。按照仪器总体性能指标所要求的成像质量，对镜头的像差值和像差状况进行评价，评价后如果没有达到要求，则转回第三步，分析原因，决定采取的步骤和措施，继续进行像差矫正，直到镜头的成像质量符合要求。

第五步，计算，分配，制定镜头元件、组件的加工公差和装配公差。

第六步，绘制光学系统图，光学组件和零件图并作规范的各项标注。