一个透镜的孔径角是从焦点朝着透镜望去，孔径所占的角度 ：
；
其中， 是焦距， 是孔径的直径。
在一个折射率接近 1 的介质里，像在空气里，孔径角大约是透镜的数值孔径 (numerical aperture) 的两倍。
在空气里，数值孔径 是：
。
假设小孔径， ，用傍轴近似 (paraxial approximation) ，可以得到 。
：
；
是焦距，
是孔径的直径。
是：
。
，用傍轴近似 (paraxial approximation) ，可以得到
。