为了更系统地分析成像系统的像差特性，以横坐标表示孔径，纵坐标表示对应孔径位置光线在像面上的垂轴像差（该孔径光线像点与主光线像点的位置差异），绘出系统的光线像差曲线。将系统不同视场的像差曲线同时列出。不同波长的光线的像差也可以画在同一视场的光线像差图中，直观地看出每个视场不同孔径位置处的色差分布。

对于某个系统视场ω范围内的1ω、0.707ω和0ω三个不同视场的光线像差曲线。每个视场的左边的图表示子午垂轴像差曲线，即横坐标为子午孔径位置，纵坐标为子午垂轴像差。每个视场的右边的图表示弧矢垂轴像差曲线，即横坐标为弧矢孔径位置，纵坐标为弧矢垂轴像差。

由于光线像差曲线给出了各个孔径位置的垂轴像差，因此根据光线像差曲线图可以较容易的地得到各视场成像弥散斑的大小。此外，由于不同种类的像差，如球差、彗差、像散等，其对应的垂轴像差随孔径位置的变化有特定的形式，因此从光线像差曲线中可以读出当前系统的主要像差，从而有针对性的地进行像差校正等。另外，由于垂轴像差与波像差有微分关系，因此通过光线像差曲线可以大致推断出系统的光程差曲线。