Les relations de conjugaison et de grandissement ne sont valables que dans un milieu homogène : si une lentille mince sépare deux milieux différents (l'eau et l'air par exemple), ces relations ne sont plus vérifiées.
Pour des lentilles épaisses, la relation de conjugaison est plus complexe.
Enfin, il est à noter que les distances focales des lentilles minces dépendent aussi de la longueur d'onde de la lumière qui les traverse. Selon la couleur considérée, la distance focale change légèrement. Cette considération n'a pas été prise en compte. Elle est à l'origine de la perte de qualité de certaines images
formées, on parle d'aberrations chromatiques.