Dažos gadījumos acs optiskās virsmas (galvenokārt radzene, bet var būt arī acs lēca) nav sfēriskas, tām ir nevienmērīgs izliekums un līdz ar to dažāda gaismas laušanas spēja - dažādās vietās dažādi optiskie stiprumi.

Astigmātisma gadījumā radzenei ir divi izliekumi – viens ir stāvāks, bet otrs (perpendikulārais) ir plakanāks. Gaismas stari fokusējas uz tīklenes vairākos fokusa attālumos, tāpēc skaidru attēlu nav iespējams iegūt ne tālumā, ne tuvumā.

Astigmātisms bieži kombinējas ar tālredzību vai tuvredzību, tā cēlonis var būt gan iedzimts, gan dzīves laikā iegūts. Cilvēks astigmātismu izjūt kā vienā virzienā izplūstošu, neasu attēlu, attēla nobīdi vai ēnas. Liela astigmātisma gadījumā var novērot attēla dubultošanos.