从光学角度看，晶状体的周边部比屈光中心的折射力要强得多。正常眼球的球面差是通过角膜的非球面、晶状体的双凸球镜片以及不同的折光指数得以减少的。为了矫正白内障摘除后的球面差，应用非球面形、双凸球镜片的人工晶体构型在理论上能消除全部球面差。但白内障术后，由于伤口愈合、缝合、手术技巧等差异，使术后角膜形态的变异比正常眼角膜形态的变异更大。鉴于这种角膜形态的不可预计和不可测量的可变性，因此根据理论的角膜形态计算并以此而设计制造的人工晶体，也就不一定能消除白内障术后病人的球面差。

临床研究报道置入形状为凸平（前凸后平）、前凸明显、前后凸相同、后凸明显的IOL，光学部材料均为PMMA术后采用计算机辅助光线追迹法测量术眼的球面像差。结果显示使用凸平IOL者球面像差最小（高屈光度数除外）；使用高屈光度数前凸明显的IOL者球面像差较小；使用低屈光度数前、后凸相同和后凸明显的IOL者具有较大的球面像差，使用后凸明显的IOL者球面像差随屈光度数的增加而增大。

凸平型人工晶体组球面像差最小，人工晶体眼由于人工晶体的球面设计而产生球面像差。根据模型眼研究，发现非球面设计的人工晶体产生的球面像差比球面人工晶体产生的像差小得多，从而改善了成像质量。用计算机扫描跟踪系统计算不同规格人工晶体的球差，发现后表面较凸的晶状体产生的球差较大，而前表面较凸的晶状体球差较小。也就是说，对现有人工晶体的前表面进行修饰，可使其具有负球差。

最近由Pharmacia设计的Tecnis 29 000人工晶体应用于临床，是一种可矫正高阶像差的折叠型人工晶体，可以抵消由角膜带来的正球面像差，其结果使得眼球总像差减小。它由高屈光指数的聚硅酮制作，前后同等双凸设计，有经过改良的、延长的前表面，这种设计使人工晶体周边部的曲线变得平缓，降低了周边部的屈光力，类似于年轻人的晶状体。临床对比研究表明此人工晶体与传统的人工晶体相比，在一定程度上弥补了随着年龄增长而引起整个眼球的像差增加，可为术眼提供优良的视觉质量。有人曾经比较了同样材料的球面和非球面晶体，发现置入非球面晶体患者术后3个月的最佳矫正视力好于置入球面人工晶体患者，且低对比度视力和暗光下对比敏感度前者也优于后者，而且非球面晶体患者的球面像差接近于0．00D，而球面晶体患者的球面像差接近于1．00D。但若晶状体偏中心0．5mm和倾斜7°以上，非球面像差晶体的优势即消失。