主光线是从给定物点出发并通过孔径光阑中心的光线。在近轴模型中，其物方、像方线段或延长线分别通过入瞳中心和出瞳中心。主光线用于标识视场、计算实际像高及描述远心性；光瞳中心的位置由光阑成像关系确定。
图 3-5 将轴外物点的主光线与轴上物点的边缘光线并列。图中入瞳用虚线表示，因为它是孔径光阑的像；光束经过实际镜组后的路径，应由光线追迹确定。主光线经过近轴光瞳中心的描述在显著光瞳像差条件下也需要谨慎使用。
物方主光线与边缘光线。B 点的主光线通过入瞳中心 P；轴上 A 点的两条边缘光线通过入瞳两侧边缘。图示为进入镜组前的光线及其延长方向。