光学变焦英文名称为Optical Zoom，数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。 在买数码摄像机的时候，很多用户都会问，什么是数码变焦，什么是光学变焦，下面，我们就用图示来解释一下。

光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。

显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中，这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。

所以我们看到，一些镜头越长的数码摄像机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。我们看到市面上的一些CMOS数码摄像机，一般没有光学变焦功能，因为其机身内根部不允许感光器件的移动，如今的数码摄像机的光学变焦倍数大多在20-25倍，不过类似三星，松下，佳能的部分摄像机也有32倍的光学变焦。

变焦镜头根据变焦方式的不同，又可分为单环式和双环式两种。单环式变焦距镜头，变焦和调焦使用同一拔环，推拉它变焦、转动它调焦；优点是操作简便、迅速。双环式变焦距镜头，变焦距和调焦面各用一个环，分别进行；优点是变焦和调焦两者互不干扰，精度较高，但操作比较麻烦。在目前上市的变焦距镜头中，有些在镜头前圈上还标有"Micro"字样，意为可作微距摄影，也可作超近摄影，这样的变焦距镜头更具有多用性。

但是，变焦距镜头由于其光学系统和机械结构较为复杂，因此加工和制造比较困难，受价格、体积和重量的制约。变焦镜头的相对孔径不可能做得很大，有时为减小体积或为保证象差，镜头往往只能变孔径。