Kliniczna klasyfikacja astygmatyzmu opiera się na położeniu linii ogniskowych, równoległych do przekrojów głównych, w stosunku do siatkówki przy rozluźnionej akomodacji. Wyróżnia się:
- astygmatyzm krótkowzroczny – jedna linia ogniskowa leży na siatkówce, a druga przed siatkówką,
- astygmatyzm nadwzroczny – jedna linia ogniskowa leży na siatkówce, a druga za siatkówką,
- astygmatyzm złożony krótkowzroczny – obie linie ogniskowe położone są przed siatkówką,
- astygmatyzm złożony nadwzroczny – obie linie ogniskowe położone są za siatkówką,
- astygmatyzm mieszany – jedna linia ogniskowa znajduje się przed siatkówką, a druga za siatkówką.
W zależności od struktur systemu optycznego oka, które są źródłem astygmatyzmu, wyróżnia się astygmatyzmy: rogówkowy, wewnętrzny i całkowity.
Astygmatyzm rogówkowy – klinicznie najbardziej znaczący –wynika z braku symetrii obrotowej powierzchni rogówki, która jest przyczyną różnej siły załamania wiązki światła w poszczególnych przekrojach południkowych. Astygmatyzm rogówkowy jest najczęściej prosty, rzadziej odwrotny, skośny.
Astygmatyzm wewnętrzny najczęściej jest niewielki, średnio 0,50 dioptrii cylindrycznych i przeciwny regule. Bardzo rzadko występuje astygmatyzm wewnętrzny zgodny z regułą. Głównymi jego przyczynami są zróżnicowane twardnienie warstw soczewki, jej podwichnięcie lub decentracja, a także deformacje w obrębie bieguna tylnego gałki ocznej.
Astygmatyzm całkowity (refrakcyjny) obejmuje astygmatyzmy rogówkowy i wewnętrzny. Znając wyniki pomiaru astygmatyzmu rogówkowego z keratometrii oraz ustaloną za pomocą refrakcji wielkość astygmatyzmu całkowitego, można obliczyć wartość astygmatyzmu wewnętrznego, posługując się wzorem: astygmatyzm wewnętrzny = astygmatyzm całkowity – astygmatyzm rogówkowy.
Pomiary astygmatyzmu możliwe są w oparciu o wykorzystanie szeregu urządzeń i technik: np badania przesiewowe – autokeratorefraktometr; badania precyzyjne fizykalne – testy optometryczne; topografia rogówki – topografy badają przednią i tylną powierzchnię rogówki oraz poszczególne przekroje. Najnowsze technologie to Optyczna Koherencyjna Tomografia Przedniego Odcinka – CASIA 2.