凹透鏡一定是發散透鏡嗎？平行于其軸進入發散透鏡的光線發散了，所有光線似乎都起源于其焦點F。虛線不是光線，而是指示光線出現的方向。發散透鏡的焦距f為負。射線1所走路徑的展開圖顯示了兩個表面的垂直線以及入射角和折射角。

下圖中顯示了一個凹透鏡，它對平行于其軸（進入該軸的光線2所通過的路徑）的光線所產生的影響。凹透鏡是發散透鏡，因為它使光線從其軸彎曲（發散）。在這種情況下，透鏡的形狀應使所有平行于其軸線入射的光線看起來都來自同一點F，該點F被定義為發散透鏡的焦點。從透鏡中心到焦點的距離再次稱為透鏡的焦距f。注意，發散透鏡的焦距和屈光力定義為負。

例如，如果距圖3中F的距離為5.00 cm，則焦距為f  = –5.00 cm，透鏡的光焦度為P  = –20D。一束光線穿過透鏡的路徑的放大圖在圖中顯示了，以說明透鏡的形狀以及折射定律如何使光線遵循其特定路徑并發散。

使光線彎曲偏離其軸的透鏡稱為發散透鏡。