Un lente grueso tiene los planos principales primario y secundario separados, a diferencia de una lente delgada que los tiene juntos

Se puede usar la ecuación de lente fina con las lentes gruesas si se encuentran los planos principales. La longitud focal equivalente de una lente gruesa se puede calcular a partir de la ecuación de Gullstrand, y de las longitudes focales de los vértices frontal y dorsal obtenidos.

Las ecuaciones para las lentes gruesas son fácilmente deducibles al caso de lentes delgadas, al igual que el caso de medios con igual índice de refracción a ambos lados de la lente

Las lentes gruesas se pueden analizar en términos de la vergencia. Se puede trazar la vergencia, detallando su cambio en cada superficie

Se puede construir geométricamente la potencia de superficie de una lente como se ilustra arriba. Esta depende de los índices de refracción de los medios y del radio de curvatura de la superficie. La potencia de una lente delgada es aproximadamente la suma de las potencias de superficies de sus superficies. Para una lente mas gruesa, se pueden usar en la ecuación de Gullstrand las potencias de superficies.

Las lentes gruesas se pueden manejar con el mismo tipo de ecuaciones de las lente finas, si las distancias están medidas respecto de los hipotéticos planos principales. La potencia de una lente respecto del segundo plano principal H2 está dada por la ecuación de Gullstrand:

La distancia focal f respecto a ese segundo plano principal está dada por: