是指物体通过镜头在焦平面上的成像大小与物体实际大小的比值。定焦镜头一般成倒像，放大倍率带负号。 对同一个镜头而言，光学倍率与被拍摄物体距离镜头的远近有关；在最短工作距离对焦时，光学倍率最大。
8mm 2/3" 5M 定焦镜头 对焦距离与放大倍率 对焦距离 放大倍率 前景深(mm) 后景深(mm) 对焦距离 放大倍率 前景深(mm) 后景深(mm) 100mm -0.072 1.019 1.066 350mm -0.023 17.924 21.972 150mm -0.050 2.392 2.552 400mm -0.020 23.241 29.297 200mm -0.039 6.366 6.984 500mm -0.016 35.204 50.558 250mm -0.031 12.981 16.026 750mm -0.011 70.795 81.776 300mm -0.026 26.267 14.553 1000mm -0.008 160.004 160.975 表4：对焦距离与放大倍率 10. 景深 镜头对某一物平面对焦后，在对焦平面的前后都有一段能清晰成像的范围，分别称为前景深和后景深。 景深=前景深+后景深； 图11：景深 像方弥散圆：成像光束未会聚于一点，在像平面上形成一个扩散的圆形投影，称为弥散圆。 景深ΔL=ΔL1+ΔL2 δ：弥散圆直径； f ：焦距； F：光圈F值； L：工作距离； 减小光圈（增大F值）、增加工作距离、选择小焦距镜头均可使景深增加。 11. 工作距离 指从镜头前部到被观测物体的距离。 12. 主光角CRA 镜头CRA，表示镜头主光线与光轴的夹角。主光线是从被观测物体发射，经孔径光阑的中心到成像的光线。 传感器CRA：可以聚焦到像素上的光线的最大角度。超过此角度的光束不能完全被传感器接收。 一般要求镜头CRA不大于相机传感器CRA。 图12：传感器主光角 a.像素上方聚光透镜，b.金属导线，c.光电转换区域。
图中1号光线主光角超过传感器CRA，光线无法到达光电转换区域；2号3号主光角小于传感器CRA，光线可以到达光电转换区域。
13. 分辨率 镜头的分辨率是指镜头可以分辨两个靠近的点的能力，也称为解析力。镜头分辨率通常使用MTF曲线表征。MTF曲线表示空间频率与传递函数值的关系。空间频率是每mm线对数，可以代表两个点的靠近程度。传递函数代表反差即能分辨出两个靠近点的程度。 传感器分辨率一般指横向与纵向像素数乘积，如500万像素，传感器横向与纵向像素数为2560×1920。单个像素即像元的尺寸，与传感器的尺寸和分辨率相对应。可以根据表3传感器尺寸除以像素数量，得到像元尺寸。如2/3" 500万传感器，像元尺寸3.4μm。镜头的分辨率应与像元尺寸匹配。通常按照线对尺寸的一半选择像元尺寸。例如，1/1.8" 小像元镜头，是230lp/mm高分辨率设计，线对尺寸1000/230μm=4.34μm，匹配像元尺寸为4.24/2μm=2.17μm，可以匹配市面上2.2μm的传感器。选择比2.2μm小的像元，并不能带来更丰富的细节。
14. MTF曲线
横轴表示空间频率，即每mm线对数。纵坐标表示传递函数，数值为1，线对对比明显，可清晰分辨；数值为0，线对没有反差无法分辨。 图14中有多条曲线，每条曲线都标注像高。0mm表示轴上MTF数值，4.5mm表示轴外像高4.5mm的MTF数值。不同像高的MTF曲线趋势一致不分散，表示镜头轴上轴外一致性高。黑色直线代表受衍射极限限制的MTF数值。 在低频空间的MTF反应镜头反差，高频空间的MTF反应镜头分辨率。理想的成像镜头MTF曲线应缓慢下降。 图13：1/1.8”小像元镜头MTF曲线 15. 其他解释 变焦：当不方便通过改变工作距离来控制成像大小时，可以更换其他焦距的镜头，或者使用变焦镜头。变焦镜头比定焦镜头多一个调焦环，旋转调焦环可以改变视场角，当工作距离不变时，可以改变成像的大小。 对焦：定焦镜头的焦距是固定不变的，当改变工作距离，手动调节镜头使成像清晰的过程称为对焦。定焦镜头一般有两个转环：对焦和光圈调节。 调焦：在使用定焦镜头时，通常所说的调焦，其实是对焦。通过旋转对焦环，使成像清晰。对焦与调焦的区别： 对焦过程不会改变视场角，即不会改变视场范围，工作距离确定后对焦不会改变成像大小；变焦镜头调焦时会改变视场角（视场范围，放大倍率，成像的大小），一般调焦完成，需要再次对焦成清晰的像。
焦距，工作距离与放大倍率： （图左）图14：相同镜头，工作距离增大，放大倍率减小 、 （图右）图15：相同工作距离，小焦距镜头，放大倍率小；大焦距镜头，放大倍率大
在实际应用中，可以通过调节工作距离，或者更换不同焦距的镜头，来改变图像大小。