El astigmatismo está localizado principalmente en la córnea (aunque también puede encontrarse en el cristalino y la retina).
Este revestimiento, al no ser totalmente esférico, tiene más poder dióptrico en un meridiano que en el otro.
Cuando la luz se dirige a la retina, converge en una línea y no en un punto como debería. Por esta razón el astigmático visualiza la imagen distorsionada tanto de lejos como de cerca.
Con lentes o modificando la córnea mediante cirugía puede corregirse, consiguiendo que los dos ejes corneales tengan el mismo poder dióptrico.