Les lentilles de Fresnel ont une forme qui permet de regrouper de manière concentrique des segments de lentille circulaires. L'effet optique de ces lentilles est comparable à celui des lentilles conventionnelles avec une courbure correspondante. Cependant les lentilles de Fresnel sont nettement plus plates, plus légères et moins coûteuses, et sont donc souvent utilisées à la place des lentilles convergentes.
La puissance optique des lentilles de Fresnel est limitée par des interférences aux transitions des segments ; généralement les faces arrières des lentilles sont structurées, pour compenser les irrégularités visibles lors de la répartition de la lumière et pour assurer un parcours doux de la lumière. Les appareils d'éclairage avec des lentilles de Fresnel étaient utilisés à l'origine comme projecteurs de scène ; mais entre-temps ils sont aussi utilisés dans l'éclairage architectural, afin de pouvoir régler individuellement les angles de faisceau avec des distances différentes entre l'appareil d'éclairage et l'objet éclairé.