Chez les personnes astigmates, l'une de ces lentilles oculaires (la cornée ou le cristallin) est étirée verticalement, horizontalement ou en oblique. Sa forme s'apparente davantage à celle d'un ovale. Sa courbure est donc plus prononcée dans un sens ou dans l'autre. L'astigmate voit donc les objets déformés en vision éloignée et en vision rapprochée

La captation et la réfraction des rayons lumineux par l'œil se font donc de manière déviée, ce qui empêche la formation d'une image nette et précise.L'astigmatisme peut être une pathologie isolée, mais elle est généralement accompagnée d'une myopie ou d'une hypermétropie. La correction de l'astigmatisme aplatit la cornée la plus cambrée, et/ou cambre la partie la plus plate, afin d'obtenir une cornée parfaitement ronde.