Un certo grado di astigmatismo corneale è fisiologico (mediamente 0,50 — 0,75 diottrie) dovuto alla pressione palpebrale che genera un lieve incurvamento del profilo corneale. Questo astigmatismo è compensato in maniera uguale e contraria dai mezzi diottrici interni all'occhio, in modo da non presentare astigmatismo rifrattivo totale. Le superfici che presentano astigmatismo sono la cornea e il cristallino. La superficie esterna della cornea è considerata sede principale dell'astigmatismo, essa presenta normalmente una certa rigidità (0,50 D SR). Un'anomalia di forma della cornea può essere causata da vari fattori. Quella fondamentale è legata alla rigidità corneale. La cornea può essere deformata dalla pressione esercitata dalle palpebre. Al cristallino è solitamente attribuito un modesto astigmatismo di 0,50 D-0,75 D CR. Può essere causato dall'inclinazione fisiologica del cristallino e/o dalla sua forma. L'astigmatismo di grado elevato è generalmente congenito e può subire delle lievi variazioni nel corso della vita. L'astigmatismo irregolare è successivo a modificazioni della cornea a seguito di traumi, lesioni e infezioni.Tra le cause funzionali è stata ipotizzata anche una postura errata, con conseguente inclinazione del capo, che è all'origine di astigmatismi obliqui o contro regola. Nell'età della presbiopia si riscontrano frequentemente astigmatismi lievi e contro regola.