波前像差的测量是通过波前像差仪来完成的。波前像差仪所测量的是整个眼球的屈光通路，包括整个屈光表面，如泪膜、角膜前表面、角膜基质、角膜后表面、晶状体前表面、晶状体实质、晶状体后表面、玻璃体以及视网膜。它能够检测出眼球在0.05μm范围内的屈光状况，目前其他任何屈光检测仪器都无法达到，要比其他验光系统包括角膜地形图的精确度高20～50倍。
波前像差的测量主要基于两种理论：干涉度量学（interferometry）理论和光路追踪（ray tracing）理论。其中干涉度量学是利用光的干涉原理为基础，设计和制造出各种干涉仪和干涉装置用以各种精密的测量。例如用薄膜干涉原理可检测平面和曲面的光洁程度，其精度可达1/120μm，各种干涉仪可以进行大到天体直径，小到物质内部结构及光波波长等特殊量的精密测量。光路追踪理论是在用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象，不断追踪下去的方法。
目前，测量人眼波前像差方法的种类很多，通常分为客观测量法和主观测量法两大类。
主观检测法需要患者的配合，因此耗时较长。客观检测法则通常需要用成像系统来分析从视网膜上反射回来的信息。客观测量法，多以光线追踪理论为基础，其基本原理是：通过贯穿入瞳的列阵光线斜率的整合来重现眼内的波前像差。该方法在1900年时首先由Hartmann实现。目前基本分可以分为三类：以Hartmann-Shack原理为基础的出射型光学像差仪，以Tscherning原理为基础的入射型光学像差仪和光学路径差异型像差仪。主观测量法，有基于Scheriner-Smirnov原理的可调节入射光线折射仪。
目前，应用于临床上的波前像差仪主要是根据Scheriner-Smirnov原理设计的主观像差仪和根据Hartmann-Shack和Tscherning原理设计的客观像差仪，基于它们的设计原理，这两种类型的波前像差仪各有特点。其中，主观像差仪具有测量的准确性好，可测大像差，对人眼没有损害及不受人工晶体和瞳孔的影响等优点。这种像差仪的主要局限性在于主观调节，矫正偏差的光点耗时较长（图3-1）。
图3-1 波前像差检查法分类
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