中"y"和"u"为边缘光线的高度及角度，而"ȳ"及"ū"为主光线的高度及角度。"n"为环境的折射率。为了不要和别的物理量混淆，有时会用符号Ж来代替H。 "Ж"和光学系统的通量成正比（和有关）。对于一光学系统，拉格朗日不变量在所有的空间中均为不变量，因此在折射及光传播后，拉格朗日不变量都不会改变。光学不变量（optical invariant）是拉格朗日不变量的延伸，利用二个光线的高度及角度计算而得。对这些光线而言，光学不变量在所有空间中都是定值。