简单点来看，数码相机镜头的成像原理等同一片凸透镜，将自景物反射出来的光线聚焦在感光组件(焦平面)上成为一个清晰的画面。不同曲率的凸透镜，能够将光线聚焦在不同距离后的焦平面上，而且曲率愈高的凸透镜，聚焦时所需要的距离也愈短。为统一起建，在物理学原理上，凸透镜的曲率便以透镜将自无限远投射过来的光线聚焦到焦平面时，透镜与焦平面之间的距离来计算，这个距离便称为焦距。焦距愈长，曲率便愈低;焦距愈短，曲率便愈高。
数码相机的镜头等同凸透镜，而且镜头在变焦时更相当于改变凸透镜的曲率，因此变焦镜头的实际焦距多数以一个范围来表示，例如 24-105mm。利用不同焦距的镜头，摄影师可以营造出不同透视感、不同景深的照片。焦距愈长的镜头，拍摄出来的照片带有较大压迫感，景深也愈浅。相反，焦距愈短的镜头，拍摄出来的照片透视感愈强烈，景深也愈深。
几乎所有数码相机的镜头上，都注明了镜头的实际焦距。
焦距变换比率(Focal Length Ratio)
目前大多数单反相机采用APS-C画幅的传感器，由于其影像面积小于菲林的影像面积(即小于35mm)，所以当同一镜头安装于APS-C数码单反后就会因为视角变小而变成更长的焦距镜头，令原来的镜头焦距和视角数值也失去了本身的意义。因此，相机生产商便通过“焦距变换比率”来让用家可以了解镜头的实际视角与等效焦距。
焦距变换比率可以由CCD面积与菲林面积的比例来进行计算。举例说，与35mm菲林的成像面积比较起来，当CCD的成像面积是8.4x5.6mm时，其边长仅相当于35mm菲林的1/4。因此，50mm焦距的镜头，当安装上去就会变为200mm的长焦镜头。
以下是焦距变换比率的计算公式：
菲林边长/CCD边长=焦距变换比率
镜头原焦距x焦距变换比率=镜头于数码机身上的等效焦距
以变换比率为1.3的佳能EOS 1D MARK IV及一支17-35mm的镜头为例，镜头于机身上的等效焦距将会变为22.1-45.5mm。
当然，最理想的CCD面积应该与35mm传统相机所产生的影像面积(36mm x 24mm)一致，而这也正是为什么现在全画幅DSLR受到热捧的原因。
最佳光圈值(Optimum Aperture)
指镜头在正确对焦的CCD(或菲林)平面上能产生最清晰影像的光圈值。以大多数优质镜头而言，最佳光圈值是将其最大光圈值缩小一至二级。举例说，当用一支最大光圈值为f/2.8的镜头进行拍摄时，得出的影像质素应以f/4.0或f/5.6光圈为最佳。
理论上光圈孔径愈大影像质素会愈好，但由于像差会随着孔径的增大而急剧增加，使影像质素变差。另外，光圈太小则会产生衍射现象(在数码摄影中，小光圈更会增加曝光时间，使影像出现噪声现象)令影像像质降低。因此，最佳光圈值便是避免以上两种现像出现的平衡点，亦即最大光圈值低一至两级。
