柱面透镜是非球面透镜，可以有效减小球差和色差。分为平凸柱面透镜、平凹柱面透镜、双凸柱面透镜、双凹柱面、弯月柱面镜、柱交柱面镜和异形类柱面透镜。具有一维放大功能。

  柱面透镜主要应用于改变成像尺寸大小的设计要求。例如把一个点光斑转换成一条线斑，或者在不改变像宽度的情况下改变像的高度。可应用在线性探测器照明，条形码扫描，全息照明，光信息处理，计算机，激光发射。光学柱面镜在强激光系统和同步辐射光束线中也有着广泛的应用,同时,对柱面镜零件的要求也越来越高,尤其在大功率激光谐振腔的腔片和长距离线干涉仪等高精度测试仪器和装置中。

平凹柱面镜又称为负柱面透镜，由一个平面一个凹柱面组成，其焦距为负，常用于将平行或发散光束聚集到线上或改变像的宽高比；通过镀反射膜可以实现平凹柱面反射镜。 这些柱面透镜用于那些需要在一维方向对点光源整形的应用。 典型应用的是利用单个柱面透镜将准直的激光束转换为线光束。