Nell'astigmatismo - diversamente da quanto accade nella miopia, nell'ipermetropia e nella presbiopia - la curvatura della cornea non è uguale in tutti i suoi punti (chiamati meridiani) ma varia. 
Tale variazione fa sì che la cornea non sia perfettamente sferica; di conseguenza, il potere del diottro oculare non è lo stesso su tutti i meridiani.
Da tutto ciò derivano problemi di visione (offuscamento visivo) degli oggetti osservati sia da vicino che da lontano. Va precisato, tuttavia, che esiste un astigmatismo che definito fisiologico - di circa 0,50 diottrie - dovuto al fatto che nel soggetto normale la curvatura della cornea sul meridiano verticale è leggermente più ampia di quella sul meridiano orizzontale.
Questo astigmatismo fisiologico viene compensato da una modifica, anch'essa fisiologica, della globosità del cristallino.
Se consideriamo una sorgente luminosa i cui raggi attraversano una normale lente sferica positiva, che ha un uguale potere lungo tutti i meridiani, l'immagine che si formerà sulla retina sarà puntiforme.
Quando invece, le due curvature (meridiano verticale ed orizzontale) si fanno marcatamente diverse, il sistema oculare avrà due fuochi, posti su due piani diversi, ed i raggi luminosi andranno perciò a fuoco non su di un punto ma su due linee perpendicolari l'una all'altra, chiamate linee focali.
Questo è l'astigmatismo. 
Quindi, in un sistema che viene chiamato omocentrico, i meridiani hanno tutti lo stesso raggio di curvatura (trascurando l'astigmatismo fisiologico) ed i raggi rifratti convergono in un unico punto. In un sistema astigmatico, invece, i meridiani hanno raggi di curvatura diversi ed i raggi rifratti convergono in punti altrettanto diversi. L'astigmatismo è detto:
Regolare se lungo uno stesso meridiano la curvatura è sempre la stessa;
Irregolare se la curvatura cambia.
Se il meridiano più curvo è quello verticale od uno a lui molto vicino, l'astigmatismo viene detto secondo regola; se è il contrario, è detto contro regola.

Classificazione
Gli astigmatismi si possono classificare in base alla posizione che le due linee focali hanno rispetto alla retina:

• Astigmatismo miopico composto: entrambi i meridiani sono miopi, quindi le due linee focali cadono davanti alla retina. Astigmatismo miopico semplice: un meridiano è emmetropie e l'altro è miope, quindi una linea focale cade sulla retina e l'altra davanti ad essa.
• Astigmatismo misto: i due meridiani principali sono uno miope e l'altro ipermetrope, per cui una linea focale cade davanti alla retina e l'altra dietro.
• Astigmatismo ipermetropico semplice: un meridiano è emmetropie e l'altro ipermetrope, per cui una linea focale cade sulla retina e l'altra dietro.
• Astigmatismo ipermetropico composto: entrambi i meridiani principali sono ipermetropi e le due linee focali cadono dietro la retina.

Cause
Come accennato, le cause dell'astigmatismo sono legate alla deformazione della cornea o alla deformazione del cristallino. L'accomodazione nell'astigmatico non può modificare l'entità del vizio, ma può soltanto collocare una delle due linee focali sulla retina. I sintomi dell'astigmatismo consistono in un calo della vista sia da lontano che da vicino. In particolare, a risentirne è la nitidezza visiva: i soggetti astigmatici sperimentano, infatti, un fastidioso offuscamento di ciò che si osserva. Frequente è l'associazione con l'astenopia accomodativa (cefalea, bruciori oculari, lacrimazione, annebbiamento della vista, congiuntivite, dolori oculari in seguito a lavori da vicino prolungati). Come

Correggere l'Astigmatismo
La correzione dell'astigmatismo si attua mediante l'uso di lenti cilindriche chiamate toriche, sia sotto forma di occhiali che di lenti a contatto, e che hanno la capacità di modificare il potere di uno solo dei meridiani - quello patologico - lasciando intatti tutti gli altri.
E' possibile anche il trattamento chirurgico mediante laser, naturalmente, previo consulto col medico specialista.