Thấu kính hình cầu bao gồm một quả cầu hình cầu trong suốt cao, thường được làm bằng thủy tinh rắn (silica nóng chảy) hoặc một vật liệu quang học khác có chiết suất nhỏ hơn 2. Hầu hết các thấu kính hình cầu đều có đường kính nhỏ — thường là vài milimét hoặc thậm chí nhỏ hơn một milimét. Có thể hiểu được vật lý quang học bằng cách nhận ra rằng các thấu kính này, tương đương, là hai thấu kính phẳng-lồi được ngăn cách bởi một mặt phẳng song song.