光線通過鏡頭和多種濾鏡后，圖像感應器受光并形成圖像。鏡頭像差，光圈造成的衍射和低通濾鏡的影響等都會降低畫質，根據它們各自的光學特性，基于精密的數據逐一進行補償能還原出理想的圖像。這就是數碼鏡頭優化的原理。
利用佳能自主研發生產零部件的優勢，在從鏡頭最前方到抵達圖像感應器的光路中，把握每個鏡片以及相機內置濾鏡的光學特性，可以將畫質的變化函數化（光傳播函數），將其逆函數應用于圖像后，就能還原出近似于入射前的光線狀態（畫質），數碼鏡頭優化就是這樣一種新思路的工具。
根據不同的鏡頭、相機和拍攝條件，像差、衍射及低通濾鏡等導致與理想成像產生偏差的因素也會改變。數碼鏡頭優化利用了針對不同鏡頭分別配備的能夠如實反映這些變化的逆函數，因此，它才能夠補償彗星像差等形狀復雜的非對稱像差。