Trong quang học, quang sai là một đặc tính của các hệ quang học ̣(quang hệ), chẳng hạn như thấu kính, khiến ánh sáng bị phân tán ra một vùng không gian nào đó thay vì tập trung vào một điểm. Quang sai khiến hình ảnh do thấu kính tạo thành bị mờ hoặc biến dạng, bản chất của biến dạng tùy thuộc vào loại quang sai. Quang sai xảy ra do lý thuyết đồng trục đơn sơ không phải là mô hình hoàn toàn chính xác về tác động của hệ thống quang học đối với ánh sáng, chứ không phải do sai sót trong các thành phần quang học. Quang sai có thể chia thành hai dạng:
Quang sai đơn sắc: phổ biến nhất là quang sai mất nét, cầu sai, coma, astigmatism, field curvature, biến dạng hình ảnh. Quang sai màu: hiện tượng thấu kính không tập trung được tất cả các màu vào cùng một điểm, biến thành 1 chùm sáng từ đỏ đến tím (bị tán sắc), xảy ra vì thấu kính khúc xạ các màu khác nhau trong ánh sáng trắng ở những góc khác nhau theo bước sóng.