在物理學中，時變波場的波陣面是所有具有相同相位的點的集合（軌跡）。 該術語通常僅對在每個點以單一時間頻率隨時間正弦變化的場有意義（否則相位未明確定義）。

波陣面通常隨時間移動。 對于在一維介質中傳播的波，波前通常是單點； 它們在二維介質中是曲線，在三維介質中是曲面。

對于正弦平面波，波前是垂直于傳播方向的平面，與波一起沿該方向移動。 對于正弦球面波，波陣面是隨波面擴展的球面。 如果波前不同點的傳播速度不同，則波前的形狀和/或方向可能會因折射而改變。 特別是，透鏡可以將光波前的形狀從平面變為球面，反之亦然。

在經典物理學中，衍射現象由惠更斯-菲涅爾原理描述，該原理將傳播波前中的每個點視為單個球面小波的集合。 當來自相干源（例如激光）的波遇到大小與其波長相當的狹縫/孔徑時，特征彎曲模式最為明顯，如插入的圖像所示。 這是由于通過不同長度的路徑行進到配準表面的波前（或等效地，每個小波）上的不同點的添加或干涉。 如果有多個緊密間隔的開口（例如，衍射光柵），則會產生不同強度的復雜圖案。

光學系統可以用麥克斯韋方程描述，聲波或電子束等線性傳播波也有類似的波動方程。 然而，考慮到上述簡化，惠更斯原理提供了一種快速方法來預測波前在自由空間中的傳播。 構造如下：讓波前上的每個點都被認為是一個新的點源。 通過計算每個點源的總效應，可以計算新點處的結果場。 計算算法通常基于這種方法。 可以直接計算簡單波前的特定情況。 例如，球形波前將保持球形，因為波的能量在所有方向上均等地被帶走。 這種始終垂直于波前的能量流方向稱為產生多個波前的射線。

波前的最簡單形式是平面波，其中光線彼此平行。 來自這種波的光被稱為準直光。 平面波前是非常大的球面波前的表面截面的良好模型； 例如，太陽光以半徑約為 1.5 億公里（1 個天文單位）的球面波陣面射向地球。 對于許多目的，這樣的波前可以被認為是超過地球直徑距離的平面。

波陣面在各向同性介質中以光速向各個方向傳播。

利用波前測量或預測的方法可以被認為是透鏡光學的高級方法，其中由于透鏡厚度或缺陷可能不存在單一焦距。 出于制造原因，理想的鏡片具有球面（或環形）表面形狀，但理論上理想的表面應該是非球面。 光學系統中的這些缺點會導致所謂的光學像差。 最著名的像差包括球面像差和彗差。

然而，由于大氣折射率的空間變化，可能存在更復雜的像差源，例如在大型望遠鏡中。 光學系統中的波前與理想的完美平面波前的偏差稱為波前像差。

波陣面像差通常被描述為采樣圖像或二維多項式項的集合。 這些像差的最小化被認為對于光學系統中的許多應用是可取的。

波前傳感器是一種測量相干信號中的波前像差以描述光學系統中光學質量或缺乏光學質量的裝置。 一種非常常見的方法是使用 Shack–Hartmann 小透鏡陣列。 有許多應用，包括自適應光學、光學計量學，甚至眼睛本身的像差測量。 在這種方法中，弱激光源直接進入眼睛，并對視網膜的反射進行采樣和處理。

Shack-Hartmann 系統的替代波前傳感技術正在出現。 相位成像或曲率感測等數學技術也能夠提供波前估計。