Кардина́льные то́чки опти́ческой систе́мы, точки на оси ${OO'}$ центрированной оптической системы, позволяющие строить изображение произвольной точки пространства объектов в параксиальной области (вблизи оптической оси).

Обычно кардинальными точками оптической системы служат 4 точки: передний ${F}$ и задний ${F'}$ фокусы, передняя ${H}$ и задняя ${H'}$ главные точки (см. рисунок). Задний фокус является изображением бесконечно удалённой точки, расположенной на оптической оси в пространстве объектов, а передний фокус – изображением в пространстве объектов бесконечно удалённой точки пространства изображений.

Кардинальные точки оптической системы.Кардинальные точки оптической системы.Главные точки – это точки пересечения с оптической осью главных плоскостей – сопряжённых плоскостей, взаимное изображение которых оптическая система даёт без увеличения, т. е. всякая точка ${H_1}$, расположенная в главной плоскости на расстоянии ${h}$ от оси, изображается в другой главной плоскости в точке ${H'_1}$ на том же расстоянии ${h}$ от оси, что и точка ${H_1}$ (на рисунке изображены сечения главных плоскостей, проходящих соответственно через точки ${H_1}$, ${H_2}$ и ${H'_1}$, ${H'_2}$ и расположенных перпендикулярно плоскости рисунка). Расстояние от точки ${H}$ до точки ${F}$ называется передним фокусным расстоянием (отрицательным на рисунке, т. к. направление от ${H}$ к ${F}$ противоположно ходу световых лучей), а расстояние от точки ${H'}$ до точки ${F'}$ – задним фокусным расстоянием (положительным на рисунке, т. к. направление от ${H'}$ к ${F'}$ совпадает с ходом лучей). Построение изображения ${A'}$ произвольной точки ${A}$ с помощью этих 4 точек показано на рисунке. Луч из точки ${A}$, проходящий через передний фокус ${F}$ и переднюю главную плоскость ${H_1H_2}$, направляется системой параллельно оптической оси ${OO'}$, а луч, идущий из точки ${A}$ параллельно ${OO'}$ и пересекающий заднюю главную плоскость ${H'_1H'_2}$ после преломления в системе, проходит через задний фокус ${F'}$. Точка пересечения ${A'}$ этих 2 лучей является изображением точки ${A}$, формируемым оптической системой. Любой параксиальный луч, исходящий из точки параксиальный, по выходе из системы проходит через точку ${A'}$.

В бесконечно тонкой линзе обе главные плоскости сливаются в одну. У телескопической системы кардинальные точки находятся на бесконечности, поэтому построение изображения с их помощью невозможно. В этом случае можно разбить телескопическую систему на 2 части (например, на объектив и окуляр) и построить изображение любой точки пространства объектов в отдельности для каждой части.