矢量像差理论（vector aberration theory），工学-光学工程-成像系统和成像过程-成像基础-自由曲面光学-矢量像差理论，将孔径坐标与视场坐标矢量化的像差理论。传统回转对称光学系统的波像差可以按照H.H.霍普金斯给出的形式展开：其中与为归一化视场与孔径坐标。为孔径坐标的极角。是总的波像差，而且是每个面的像差贡献之和。这里系统的视场坐标与孔径坐标为标量，只能描述回转对称系统的像差。为了分析非对称系统的像差，R.V.夏克将视场坐标与孔径坐标矢量化，即。如此，霍普金斯波像差展开可按矢量形式描述如下。对于一个均由回转对称元件组成的回转对称系统，系统每个曲面的像差场中心均在系统高斯像面的中心。当系统中有元件发生离轴或倾斜后，系统中每个曲面对应的像差场中心可能发生偏移，偏移量可用像差场偏心矢量来表示。此时评价像差时应以为中心，采用等效视场替换原有像差公式中的。其中可以采用基于近轴追迹或者实际光线追迹的方法计算出来。经过推导，当系统中的元件发生偏心和倾斜后，整个系统并没有引入新的像差类型，而是引入了许多种原有像差类型的有特殊视场依赖特性的像差。