La capacità di raccolta della luce da parte di un sistema ottico dipende dalla sua apertura, intesa come estensione della sua imboccatura (pupilla d'ingresso): maggiore è l'apertura, più luminosa è l'immagine; quest'ultima inoltre risulta meglio definita nei suoi dettagli (ha una migliore risoluzione). Nei telescopi, l'aumento dell'apertura permette di vedere i corpi celesti più deboli, e di risolvere meglio la loro struttura. Già un'apertura di 5 cm di diametro raccoglie circa 60 volte più della luce della semplice pupilla dell'occhio umano.

Si distingue in:

Apertura lineare (quando si parla genericamente di apertura, di solito si intende questa): è il diametro utile dell'imboccatura del sistema ottico. In un cannocchiale può essere il diametro dell'obiettivo, o una sua frazione; in un telescopio riflettore si tratta in genere del diametro dello specchio primario.

Rapporto focale (o f-numero, f/N): è il rapporto tra la distanza focale e l'apertura lineare. Dalla definizione, un rapporto focale più piccolo significa una luminosità maggiore. In un obiettivo fotografico, per esempio, la scritta f/2 indica che l'apertura lineare è la metà della distanza focale.

Apertura numerica (NA): caratterizza l'angolo massimo di raccolta della luce, misurato rispetto all'asse ottico. Matematicamente è definita dalla funzione trigonometrica "seno" di quest'angolo, moltiplicata per l'indice di rifrazione del mezzo che sta davanti all'obiettivo. Nel caso in cui il mezzo sia l'aria (indice di rifrazione dell'aria circa 1), l'apertura numerica vale al massimo 1; più è prossima a 1, più luminosa e meglio risolta è l'immagine. L'apertura numerica si usa in genere per gli obiettivo di un microscopio; ad esempio la scritta NA 0.5 significa che il cono massimo di accettazione della luce ha un'estensione di ± 30° intorno all'asse ottico (sen 30° = 0.5).