角膜是眼球光学系统中最有效的折射面，要在视网膜上成一清晰的象，要求角膜具有透明性和适当的折射力。角膜透明除了依靠其无色素、无血管、少量吸收光线的混浊颗粒以外，主要是依靠其特殊的结构不发生光的散射现象及脱水作用来达到的。

角膜是一凸形的高度透明物质，直径大约12毫米，垂直方向要略小于水平方向，中央部分的厚度通常在0.5-0.6毫米之间。在角膜的前表面覆盖有一层泪膜，其对角膜的屈光度几乎没有影响。角膜的前后表面近似球面，其曲率半径值分别为+7.7毫米（前表面）和+6.8毫米（后表面）。所以角膜在切面上似一个凹半月形透镜。

角膜折射力取决于角膜曲率及角膜与空气之间折射率的差异。中央部角膜的平均曲率半径是7.8 mm，可以在7.0 mm至8.5 mm的范围变动，甚至在生理条件下可以更大。短的曲率半径，导致高屈光力和近视，可能是圆锥角膜的首要征象。角膜的折射率是1.376，其屈光力（43D）占眼球屈光系统总屈光力的70%左右。 角膜前表面呈椭圆形，垂直子午线直径为11mm，水平子午线直径为12mm，中央较薄，平均厚度0.56 mm，周边厚度约1mm，中央部角膜厚度可以在0.45 -0.65 mm之间。

角膜实质的折射率约为1.376，而与角膜后表面接触的房水的折射率是1.336。关于面的折射力为：

　　前面折射力=1000（1.376-1）/+7.7=+48.83D

　　后面折射力=1000(1.336-1.376)/+6.8=-5.88D

　　因此，整个角膜的等价折射力约是+43D，占整个眼光学系统折射力的2/3。但是，当角膜缺乏泪液膜保护时，其前面的折射力就会减弱，从而使视网膜像变得模糊。