镜头是相机中最重要的组成部件之一，光线需要从镜头进入，摄影师才能取景、构图与成像，因此镜头质量的好坏直接影响到摄影作品的质量。一支镜头由镜片、变焦环、对焦环、光圈叶片、刻度距离、卡口、自动/手动对焦选择、图像防抖开关等部件组成。
镜头的基本结构示意图
1.镜头的镜片
现代相机的镜头都是由若干片高质量光学玻璃透镜组成。透镜有球面透镜和非球面透镜两种类型，其中球面透镜从中心到周边有一定的曲率，凸透镜和凹透镜是比较典型的球面透镜，如图所示。而非球面透镜的镜面则是从透镜中心到周边曲率做连续变化的。
球面透镜的类型:a)双凸透镜 b)平凸透镜 c)正新月透镜 d)双凹透镜 e)平凹透镜
现代相机镜头要求较高的光学性能，需要校正多种像差。球面透镜组成的镜头，是采用多片透镜的组合来克服像差的，但仍会存在不同程度的“球差”，采用非球面透镜组成的镜头则能有效克服“球差”和校正影像畸变，提高镜头成像锐度，同时减少镜头片数，制成大口径高像质镜头。
非球面透镜像差修正
现代高科技已成功研制出萤石透镜和超低色散透镜，萤石透镜是用人工方法将氟化钙经过结晶得到的一种光学材料制作而成的，超低色散透镜是用含有某种*土稀**原料如氟化物的光学玻璃制作而成，采用这两种透镜制成的镜头，色散很低、色差极小，成像更清晰、更明朗、色彩更鲜明。
佳能 EF 24-70mm f/2.8L USM 镜头
相机或镜头的说明书上都为用户标明了镜头透镜的“片组”情况来表示镜头的光学结构，如“3片3组”、“10片8组”等，“片”是指透镜的片数，“组”指透镜的组合情况，单独的一片可以成为一组，多片黏合在一起的也可成为一组。
佳能 EF 24-70mm f/2.8L USM 镜头外观
佳能 EF 24-70mm f/2.8L USM 镜头13组16片结构图
对于镜头采用的特殊透镜材料和技术，不同的厂家会用一些标识来在镜头参数上表示出来。如各种镜头上的“AL/ASPH”表示采用“非球面透镜”，佳能镜头上的“CAF2”表示采用萤石透镜、“DO”表示采用“多层衍射光学系统”、“GMO”表示采用“玻璃非球面透镜”、“HLD”表示采用“高级低色散透镜”、“HUD”表示采用“超高低色散透镜”、“L”表示镜头为佳能“Luxury lens奢侈级顶级优质镜头”；尼康镜头上的“ED”表示采用“超低色散透镜”，腾龙（TAMRON）镜头上的“AD”表示采用“特殊低色散透镜”、“LD”表示采用“低色散透镜”、“SP”表示为“超级性能镜头”、“XR”表示采用“超高折射率透镜”；适马（SIGMA）镜头上的“UD”表示采用“超低色散透镜”、“DL”表示采用“低色散透镜”、“ELD”表示采用“最新超低色散透镜”；图丽（TUKINA）镜头上的“ATX”表示采用“先进的超低色散透镜”、“SD”表示采用“超低色散透镜”等等。
为了提高镜头的透光能力，消除镜头镜片间的漫反射现象，提高成像质量，现代相机镜头都会采用多层镀膜工艺（Multilayer Coating），镜头镀膜的原理是应用光的干涉作用，在透镜表面镀上某一色光波长1/4厚度的薄膜，将该波长光的反射减小到最低限度，单层镀膜只能对某一种波长的色光起作用，多层镀膜则能对多种色光起作用，所以我们看到的镜头表面会呈现出蓝紫色、微红色、暗绿色等，这就是多层镀膜后的现象。