非球面镜片技术是百万高清镜头一项非常重要的技术，它也是镜头获得高清效果的重要保证。传统的球面镜片具有球面像差的先天缺陷，从而带来了无法克服的光斑现象，极大影响成像质量。而用非球面镜片，使光线经过高次曲面的折射，就可以把光线精确地聚焦于一点。再者非球面镜头也可以简化镜头的光学结构。如FUJINO(富士能)百万高清镜头产品就充分运用广播电视用高清镜头的高度光学设计技术，一片非球面镜片就可完成数片镜片功能。
由于使用一片非球面镜片可以代替一组球面镜片，从而使摄像镜头的光学结构相对简化，这样在光学通路和机械结构上容易获得更大的通光口径。并且，非球面镜头能使边缘部分的光线与中央部分的光线都能穿过镜片聚焦到同一个平面，从而能清晰有效的利用整个镜片的表面，使整个镜片都能正确聚焦，相对使有效通光口径变大。如KOWA公司生产的LMVZ38A-IR(1/3”f/3~8mmF/1.0)系列镜头。这种镜头之所以达到F/1.0，就是用了非球面镜片的原故。
非球面镜头的有效通光口径增大，就能让更多的光线投射到CCD感光面上，也相应于增加了灵敏度。并且，因为一片非球面镜片能顶替好几片一组的球面镜片，从而使摄像镜头的体积缩小、重量也减轻，并且光线经过的镜片少，因而使透光率大大增强，图像画面也变得细致明亮。如KOWA的LMVZ550A-IR(1/3”f/5~50mmF/1.4)系列镜头，其中仅使用了两片非球面镜片。它不仅实现了体积小、重量轻，而且增强了透光率，保证了成像质量。
非球面镜片的重要特点是可以改善镜片边缘部分对光的折射率，使镜头的边缘成像变好。而球面镜片，尤其高倍率球面镜头，更容易出现球差和图像失真，尤其光线在球面镜头边缘过折射引起的桶形失真，将非球面镜头用于高倍率的变焦镜头时，由于非球面镜头将边缘入射的光线按球面镜头失真的反方向进行了修正，从而有效地消除了桶形失真。
