镜头有定焦距镜头和变焦距镜头两种。定焦镜头指的是在镜头上只有一个焦距段，焦距段是不可变的，变焦镜头是指镜头从某个焦距段到另一个焦距段之间，可以随时进行转换，如：24-70mm的镜头，在24mm到70mm之间任意焦距段都是可以使用的。对于定焦距镜头而言，镜头焦距可以理解为“镜头中心至焦平面的距离”，理论上对焦距的计算是指“无限远的景物在焦平面结成清晰影像时，透镜（或透镜组）的第二节点至焦平面的垂直距离”，第二节点的位置与镜头中心十分接近，通常位于镜头中心略偏后一点点。
“第二节点”也就是“光学中心”，也有可能位于镜头体外，以这种原理设计的镜头称为“后焦点镜头”，“后焦点镜头”是现代镜头发展中的一个关键，这也就是为什么同一焦距的镜头可以有不同长短的原因所在。
对于变焦距镜头来说，由于采用的技术工艺不同，不能简单的理解其焦距的含义也是从镜头中心至焦平面的距离，但是，变焦镜头焦距长短对成像效果的影响规律，与定焦距镜头是相同的。
镜头焦距与视角成反比，焦距长，视角小，焦距短，视角大；镜头焦距与景深成反比，焦距长，景深小，焦距短，景深大，关于焦距与景深的关系，我们将在后面的章节重点讨论。
焦距与视角关系示意图
1.标准镜头
标准镜头是视角为50度左右、焦距长度接近相机画幅对角线长度的镜头的总称。所以，画幅不同的相机，标准镜头的焦距也就不同。如36mm×24mm的全画幅相机，其画幅对角线为43mm，我们就把焦距为50mm的镜头作为它的标准镜头，23.5mm×15.7mm的APS-C画幅相机，其画幅对角线为28.26mm，则可以把焦距为30mm的镜头作为它的标准镜头。
尽管不同画幅的标准镜头焦距不同，但它们的视角却是相同的，都与人眼视角接近。因此，标准镜头的成像效果，如拍摄景物范围、前后景物的大小比例带来的透视感等，都与人眼观看效果类似，画面影像真切、自然，给人以纪实性的视觉感受。
物理中焦距是根据透镜成像公式算出来的。\x0d\x0a透镜成像公式：1/f=1/u+1/v\x0d\x0a物距u 像距v，实像v取正值，虚像 v取负值\x0d\x0a焦距f=u*v/(u+v)
佳能EF 50mm f/1.2L USM定焦镜头
2.广角与超广角镜头
1/f=1/u+1/v 在利用公式 1/f=1/u+1/v 计算过程中,应该注意：上式适用于各种透镜,在运用此公式解题时,如果成的是虚像,则像距v应以负值代入；如果是凹透镜,焦距也应以负值代入.相反,通过计算,得出某像的像距是。
广角与超广角镜头成像特征及主要用途体现在以下四个方面：
（1）景深大，清晰范围广，有利于把纵深度大的被摄体都清晰地表现在画面上。
（2）视角大，视野宽阔，有利于近距离拍摄较广阔的景物范围，在狭窄空间内拍摄更为明显。
c^2=a^2-b^2
（3）透视强，能强调前景和突出远近对比，纵深景物近大远小收缩比例强烈，画面透视感强。
（4）畸变大，可对影像适当变形，影像变形失真尤其画面边缘部分影像畸变像差较大。
佳能EF 24mm f/1.4L II USM定焦镜头
f=v*D/V(1)f=h*D/H(2)f： 镜头焦距V： 拍摄景物的垂直方向高度H： 拍摄景物垂平方向的长度D： 镜头到拍摄景物间的距离v： 相机画面的垂直方向高度h： 相机画面的水平方向高度 （1） 测量拍摄景物高度1/2 型相。
佳能EF 8-15mm f/4L USM 变焦鱼眼镜头
鱼眼镜头拍摄效果（来源于佳能官网）
3.长焦镜头与超长焦镜头
长焦镜头与超长焦镜头是对于焦距大于、视角小于标准镜头的镜头总称。对于135相机来说，焦距在100mm左右、视角在30°左右的镜头称为“长焦镜头”，焦距在200mm左右、视角在10°左右的镜头称为“超长焦镜头”，对于焦距在300以上、视角在8°以下的镜头则成为远摄镜头。
长焦镜头与超长焦镜头成像主要特征及主要用途体现在以下四个方面：
（1）景深小，有利于虚化背景、突出主体。
（2）视角小，能在不干扰被摄对象的情况下，远距离拍摄景物的较大影像，有利于利用摄影“减法”的原则，用视角裁切掉影响被摄主体表达的其它因素。
（3）透视差，前后景物在画面中比较紧凑、纵深景物近大远小的比例被缩小，压缩了画面透视的纵深感。
（4）畸变小，但仍会产生“枕形畸变”，即画面四个角往外撑，会使被摄对象缺乏立体感而变得扁平化。
佳能EF 70-200mm f/2.8L IS III USM变焦镜头
有一种特殊的超长焦镜头叫“反射式镜头”，也叫“折反射镜头”，相当于在普通镜头的基础上加用一片中心带孔的凹面镜和一片装在透镜中心的小凹面镜，将通过镜头前端透镜折射进去的光线经过两次反射，使光路折成三段(如图所示)，从而减少镜头的长度和重量，拍摄、携带都显得灵活、方便，而且没有色差，像质优良(球差和其他像差都得到校正)。反射式镜头的外部特征是短而胖，焦距通常为500mm或1000毫米，视角在6°以下。反射式镜头外观短而粗，重量较轻，镜头结构简单、成像优良，在景深外的高光点在画面上不像通常镜头成像那样变成光斑，而是呈现一个个圆圈形的光斑，形成美丽的环状散焦，耀眼夺目，别有情趣。
反射式镜头光路图
索尼 AF 500mm F8 折反射
需要注意的是，对于APS-C画幅的相机而言，成像器件小于全画幅，把全幅相机的镜头安装在APS-C相机时，因为光线经过全幅镜头之后获得的成像面积是大于传感器的，因此传感器获得的图像对比全幅传感器获得的就会有种“图片被裁切后”的感觉。譬如，一枚28mm的镜头用在全幅相机上是作为广角镜头，而用在APS-C相机上时则成像区域变窄，变成一枚标准镜头。
通过透镜的成像规律来计算焦距：1/f=1/u+1/v。（f是焦距，u是物距，v是相距）对在空气中厚度为d，曲率半径为R1和R2的透镜，有效焦距为：1/f=(n－1)[1/R₁－1/R₂+(n－1)d/nR₁R̀。
想知道一枚全幅镜头在APS-C上能获得相当于在全幅机器上的焦距是多少，就必须先知道换算倍率，倍率的多少要视APS-C画幅的尺寸而定。比如佳能APS-C画幅尺寸为22.4mm×15mm，画幅对角线约为26.96mm，全画幅对角线43mm是它的1.6倍，换算倍率就是1.6；尼康APS-C画幅尺寸为23.5×15.7mm，画幅对角线约为28.2mm，全画幅对角线43mm是它的1.5倍，换算倍率就是1.5。例如换算率是1.6倍，则28mm的全画幅广角镜头在APS-C机身上就会变成45mm的标准镜头。然而，这个数值只是描述视角相当于全幅镜头的视角，至于透视关系则不会发生变化，例如拥有夸张畸变效果的鱼眼镜头并不会因此变成广角镜头。
