光线通过镜头和多种滤镜后，图像感应器受光并形成图像。镜头像差，光圈造成的衍射和低通滤镜的影响等都会降低画质，根据它们各自的光学特性，基于精密的数据逐一进行补偿能还原出理想的图像。这就是数码镜头优化的原理。
利用佳能自主研发生产零部件的优势，在从镜头最前方到抵达图像感应器的光路中，把握每个镜片以及相机内置滤镜的光学特性，可以将画质的变化函数化（光传播函数），将其逆函数应用于图像后，就能还原出近似于入射前的光线状态（画质），数码镜头优化就是这样一种新思路的工具。
根据不同的镜头、相机和拍摄条件，像差、衍射及低通滤镜等导致与理想成像产生偏差的因素也会改变。数码镜头优化利用了针对不同镜头分别配备的能够如实反映这些变化的逆函数，因此，它才能够补偿彗星像差等形状复杂的非对称像差。