根據理想光學系統的特性，如果在物空間有一條和光學系統光軸平行的光線射入到理想光學系統，則在像空間必有一條光線與之相共軛。
如圖2所示，O1和Ok兩點分別是理想光學系統第一面和最后一面的頂點，FO1OkF′為光軸。物空間的一條平行于光軸的直線AE1經光學系統折射后，其折射光線GkF′交光軸于F′點，另一條物方光線FO1與光軸重合，其折射光線OkF′無折射地仍沿光軸方向射出。由于像方GkF′、OkF′分別與物方AE1、FO1相共軛，因此，交點F′為AE1和FO1交點（位于物方無窮遠的光軸上）的共軛點，所以F′是物方無窮遠軸上點的像，所有其它平行于光軸的入射光線均會聚于點F′，點F′稱為光學系統的像方焦點（或稱后焦點、第二焦點）。顯然，像方焦點是物方無限遠軸上點的共軛點。
同理，點F稱為光學系統的物方焦點（或稱前焦點、第一焦點），它與像方無窮遠軸上點相共軛。任意一條過F點的入射光線經理想光學系統折射后，出射光線必平行于光軸。通過像方焦點F′且垂直于光軸的平面，稱為像方焦平面（像方焦面）；通過物方焦點F且垂直于光軸的平面，稱為物方焦平面（物方焦面）。顯然，像方焦平面的共軛面在無窮遠處，像方焦平面上任何一個物點發出的光束，經理想光學系統出射后必為一平行光束；同樣，物方焦平面的共軛面也在無窮遠處，任何一束入射的平行光，經理想光學系統折射后，必會聚于像方焦平面上的某一點。必須指出，焦點和焦面是理想光學系統的一對特殊的點和面。物方焦點F和像方焦點F′彼此之間不共軛，同樣，物方焦平面和像方焦平面也不共軛。
如圖3所示，延長入射光線AE1和出射光線GkF′，得到交點Q′；同樣，延長入射光線BEk和G1F，可得交點Q。設光線AE1和BEk的入射高度相同，且都在子午面內。顯然點Q和點Q′是一對共軛點。點Q是光線AE1和FQ交成的“虛物點”；點Q′是光線BEk和GkF′交成的“虛像點”。過點Q和點Q′作垂直于光軸的平面QH和Q′H′，則這兩個平面亦相互共軛。由圖3可知，位于這兩個平面內的共軛線段QH和Q′H′具有相同的高度，且位于光軸的同一側，故其垂軸放大率β =+1。我們稱垂軸放大率為+1的這一對共軛面為主平面，其中的QH稱為物方主平面（或前主面、第一主面），Q′H′稱為像方主平面（或后主面、第二主面）。物方主平面QH與光軸的交點H稱為物方主點，像方主平面Q′H′與光軸的交點H′稱為像方主點。
主點和主平面也是理想光學系統的一對特殊的點和面。物方主平面和像方主平面、物方主點和像方主點，它們彼此之間是共軛的。
自物方主點H到物方焦點F的距離稱為物方焦距（或前焦距、第一焦距），用f表示；自像方主點H′到像方焦點F′的距離稱為像方焦距（或后焦距、第二焦距），用f′表示。焦距的正、負是以相應的主點為原點來確定的。若由主點到相應焦點的方向與光線傳播方向相同，則焦距為正；反之為負。圖3上中所示的情況為f<0，f′>0。
由△FQH和△F′Q′H′得到物方焦距和像方焦距的表達式為
一對主點和一對焦點構成了光學系統的基點，一對主面和一對焦面構成了光學系統的基面，它們構成了一個光學系統的基本模（如圖4所示）型。對于理想光學系統，不管其結構（r，d，n）如何，只要知道其焦距值和焦點或主點的位置，其性質就確定了。