O Astigmatismo ocorre quando a córnea apresenta uma maior curvatura em uma direção, o que distorce a visão para perto e à distância também. A córnea normalmente é redonda, enquanto no astigmata, pessoa que tem esse problema, é ovalada. Quando há irregularidade na curvatura da córnea ou do cristalino (lente interna do olho) pode gerar o astigmatismo. Sendo assim, os raios de luz não chegam ao mesmo ponto na retina. Alguns são direcionados em mais de um ponto na retina e outros à frente ou atrás dela. Em virtude da curvatura irregular, a imagem levada ao cérebro torna-se deformada, distorcida ou desfocada. Dependendo do grau e da atividade da visão, seja para perto ou longe, a imagem fica como se fosse borrada e algumas queixas são frequentes, tais como dor de cabeça, sensação de ardor nas vistas e hiperemia conjuntival. A intensidade varia conforme a gravidade do problema e o esforço visual.
Nem todas as córneas possuem uma forma perfeita. Tal como ocorre com os demais erros de refração, o astigmatismo pode estar relacionado a uma herança genética, porém a causa dessa malformação ainda é desconhecida. Geralmente o astigmatismo aparece ao nascimento e sofre poucas alterações durante o desenvolvimento. Pode ainda surgir depois de um trauma ocular e comprometer a córnea após intervenção cirúrgica intra-ocular ou relacionado com outras doenças oculares, como ceratocone, por exemplo. Coçar os olhos pode favorecer o aumento do astigmatismo, que pode ser estar associado à miopia, hipermetropia e presbiopia (vista cansada), mas nem sempre afeta os dois olhos.