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光学系统一般由基底元件（用于倒像、转像等的光学元件）和倍率元件（用于改变视放大倍率和横向放大倍率的光学元件）等组成。光学系统可建立物、像坐标，通过建立的物、像坐标关系来表达物、像矢量之间的关系。因此，将光学系统的成像问题看作一种数学上的表达关系，通过一个矩阵来全面反映光学系统的成像特性，该矩阵称为光学系统的作用矩阵。对于任意矢量，绕一定轴旋转任意角度的问题，可通过一旋转矩阵来定量表示。这种具有特定物理意义的矩阵，在动态光学理论中具有非常重要的作用。
对动态光学系统来说，根据光学系统动态下的作用矩阵和旋转矩阵，将动态光学的成像问题转换为数学问题，经过数学上的严谨推导可建立动态下的物、像矢量共轭关系式。动态下的物、像矢量共轭关系式是解决动态光学系统中各种问题的基础。