Définition.
Pour un format de surface sensible donné, plus la distance focale de l'objectif de prise de vue est petite, plus l'angle de champ embrassé est important. Pour un objectif de focale normale, la distance focale est approximativement égale à la diagonale du format ou légèrement plus grande, ce qui est censé correspondre à l'angle de vision d'un œil normal. Dans le cas du format 24 x 36, la diagonale vaut 43,3 mm mais les objectifs normaux ont des focales généralement un peu plus longues, 45 ou surtout 50 mm.
Les objectifs grand angulaires ont par définition une focale plus courte que cette diagonale et donc, a priori, un angle de champ plus grand que l'œil humain « standard ». Ils forment un ensemble au sein duquel on peut distinguer, comme nous le verrons par la suite, divers « groupes » dont les propriétés et les utilisations sont sensiblement différentes. 
Propriétés particulières.
Les objectifs grand-angulaires sont évidemment irremplaçables lorsqu'il faut enregistrer la totalité d'un sujet depuis un point trop rapproché pour que l'on puisse utiliser un objectif de focale dite « normale ». C'est très souvent le cas, par exemple, lorsque l'on cherche à photographier des monuments sans avoir pour cela suffisamment de « recul ». Il faut retenir avant tout quelques règles de bon usage.
L'utilisation des objectifs grand-angulaires est examinée plus en détail dans la suite du cours, car bien entendu ces propriétés peuvent être utilisées pour obtenir des images fortes et originales... ou des horreurs.
Objectifs grand-angulaire.
Les « courtes focales ».
Comme nous l'avons déjà dit, ce terme « courte focale » ne doit être employé qu'en référence à un format donné de surface sensible. Pour le 24 x 36 par exemple, dont la diagonale vaut 43,3 mm, cela correspond à des objectifs grand angulaires « raisonnables » dont la focale est de l'ordre de 35 mm. 
Ces objectifs présentent des avantages importants, au point que beaucoup de professionnels spécialistes du reportage les laissent presque à demeure sur leur appareil. Ils apprécient grandement cette focale, qu'ils utilisent parfois à l'exclusion de toutes les autres car elles les oblige à se placer très près de l'action photographiée. L'angle de prise de vue relativement important, variant de 62 à 65 ° pour la plupart des 35 mm du commerce, ce qui permet de photographier assez facilement quand on manque un peu de recul ; c'est souvent le cas lorsque l'on photographie par exemple des monuments, certains paysages très vastes ou encore des scènes d'intérieur.
On sait aussi que la précision de la mise au point est d'autant plus critique que la focale est plus grande, pour un format donné. De ce point de vue, le 35 mm est relativement tolérant car, dans les conditions les plus courantes d'observation, les photographies faites au grand angulaire sont regardées depuis une trop grande distance. La profondeur de champ semble donc relativement importante, trop même dans certaines situations, ce qui donne facilement une zone de netteté très étendue.
La plupart des objectifs de courte focale permettent de réaliser la mise au point à très faible distance, ce qui permet de placer des sujets relativement petits dans leur contexte, par exemple une plante de montagne dans son environnement. 
La plupart des flashes ont un angle d'éclairement assez large pour que les bords et les angles de l'image ne soient pas trop assombris, ce qui facilite bien les choses lorsque la lumière vient à manquer.
En résumé, ces objectifs cumulent divers avantages : facilité d'emploi, luminosité relativement importante et coût modique, en raison d'une demande relativement forte et d'une fabrication sans grosse difficulté.
Les focales « intermédiaires ».
Toujours en 24 x 36, pour conserver la comparaison, les objectifs de focale 28 mm sont presque autant demandés que les 35 mm. L'angle de champ atteint alors environ 75°, ce qui rend l'utilisation plus délicate mais augmente les possibilités, notamment en cas de manque de recul. 
Les flashes les plus courants, intégrés ou non, ne couvrent pas suffisamment bien le champ d'un 28 mm pour éviter l'assombrissement des bords de l'image. Il faut alors trouver un expédient, monter un diffuseur, photographier en lumière indirecte, etc. ce qui dans tous les cas fait perdre beaucoup de lumière.
Il devient très difficile, dans la plupart des cas, de regarder les images finales, sur papier ou sur écran, depuis la distance orthoscopique. Il en résulte des déformations "apparentes" (ce n'est pas l'objectif qui déforme, mais le défaut de restitution de la perspective dû à une observation depuis un point trop éloigné) qui peuvent donner des images à l'impact puissant sur le spectateur, tout aussi bien que des résultats totalement grotesque. Comme toute chose, l'usage du grand angulaire s'apprend. En général, il faut autant que possible conserver une bonne horizontalité de l'axe de prise de vue, faute de quoi les verticales convergent vers le haut ou vers le bas et l'effet de plongée ou de contre-plongée correspondant peut friser le grotesque.
Les très grand angulaires.
Ces objectifs ont des focales, toujours en 24 x 36, qui vont de 24 à 21 mm. Outre les possibilités de cadrage offertes aux photographes par leur angle de prise de vue de 80 à 95°, ils permettent des prises de vues spectaculaires en procurant des perspectives apparemment très déformées et en valorisant très fortement les premiers plans.
Les focales de 24 ou 21 mm sont irremplaçables pour réaliser certains effets particuliers ou permettre des prises de vues impossibles autrement. Un photographe comme Jeanloup Sieff utilisait très largement le 21 mm monté sur son Leica, c'est l'un des secrets de son style si particulier et reconnaissable entre mille.
Les super grand angulaires.
Ces objectifs ont des focales qui vont de 20 à 15 mm et des angles de champ qui dépassent largement l'angle droit, de 95 à 105°. Dans le cas des véritables grand angulaires, la distorsion demeure suffisamment faible pour autoriser des prises de vues architecturales ou autres pour lesquelles le respect des lignes droites est très important.
La perception de l'espace est très altérée et irréaliste, toujours en raison d'une distance d'observation beaucoup trop grande. La mise en valeur des premiers plans par rapport aux arrière-plans donne une impression d'espace, de profondeur, que les publicitaires ne manquent pas d'utiliser pour enjoliver la réalité. Vu avec de tels objectifs, l'espace intérieur d'une voiturette devient immense et n'importe quel appartement témoin d'immeuble minable paraît aussi grand que la Galerie des glaces de Versailles. 
Il faut remarquer que si beaucoup de ces objectifs de très courte focale permettent d'obtenir des images pratiquement exemptes de distorsion, certains au contraire sont caractérisés par une distorsion en barillet très forte et clairement assumée par les fabricants. Ces objectifs avaient des usages différents de ceux des objectifs grand angulaires sans distorsion, et leur intérêt a aujourd'hui disparu puisque les techniques informatiques permettent aussi bien de supprimer la distorsion que de la créer ou de l'augmenter.
Les grand angulaires à focale variable.
Pour des raisons de coût et de facilité de réalisation, les fabricants d'objectifs ont commencé par s'attaquer aux focales relativement longues du style 50-150 mm, ou 80-200 mm. Ensuite, progressivement, ils ont proposé des objectifs dits « transstandard » couvrant une plage de focales allant du grand angulaire modeste au téléobjectif modeste. C'est ainsi que l'on a vu naître dans les années 1970 et 1980 de très nombreux objectifs, dans toutes les marques, du type 35-70 mm ou 28-85 mm. La plupart du temps, ces objectifs étaient proposés en « kit » avec les boîtiers, à un prix apparemment sacrifié. 
Ce n'est que beaucoup plus tard que l'on a pu trouver sur le marché des objectifs à focale variable capables d'offrir sur leur plus courte focale des angles de champ importants. Les marques ont alors proposé des 28-50, des 24-35 ou des 24-50 mm. Avec l'apparition des boîtiers numériques reflex dotés de capteurs demi-format, les focales se sont raccourcies et les zoom trans standard courants sont plutôt du type 18-55 mm, équivalents des 28-80 des décennies précédentes.
Les débuts des techniques numériques ont vu diminuer de façon très importante les possibilités d'associer des objectifs de très courtes focales aux capteurs numériques. Cette difficulté semble maintenant levée et en 2011 on voit réapparaître de nombreux objectifs grand-angulaires, y compris à focale variable. Leur prix reste toutefois très élevé, pour des raisons qui tiennent à une réalisation difficile et à un marché trop restreint, malgré la multiplication des ventes de boîtiers.
La distorsion de ces objectifs est souvent assez élevée et variable en fonction de la focale affichée. Il est souvent possible de la corriger au cours du post-traitement des photographies.
Objectifs de type « fish-eye ».
Le nom anglais de ce genre d'objectifs signifie « œil de poisson » ; l'angle embrassé est considérable mais contrairement aux objectifs grand angulaires classiques, l'image obtenue est fortement entachée de distorsion, au point d'être carrément ronde pour les modèles de plus courte focale. Du reste, la relation qui relie habituellement l'angle de prise de vue à la distance focale ne peut s'appliquer ici que très approximativement ou même pas du tout dans certains cas. Si les objectifs de focale « normale » sont assez facilement débarrassés de la distorsion, il n'en est pas de même pour les grand angulaires. Plus la focale est courte et donc plus le champ embrassé est vaste, plus la correction de la distorsion devient difficile. Au-delà de 90°, elle devient pratiquement impossible et on est obligé d'accepter les déformations de l'image.
Les objectifs fish-eye ont été initialement fabriqués pour diverses applications scientifiques essentiellement en astronomie (appelés alors "whole sky lenses") et pour des caméras de surveillance. Ils ont ensuite été mis sur le marché à l'intention des photographes professionnels et amateurs et l'aspect très particulier des images qu'ils fournissent en ont fait des objectifs à la mode, en particulier dans les années 1970.
La distance focale des objectifs fish-eye dépend bien sûr du format de la surface sensible. Par exemple, les objectifs fish-eye capables de remplir la pleine surface d'un format 24 x 36 ont des focales de l'ordre de 15 à 16 mm, tandis que ceux qui fournissent une image ronde atteignent 10, voire 8 mm seulement.
L'objectif possédant le plus grand angle de champ jamais construit est de marque Nikon. Sa focale est de 6 mm seulement et son angle de champ extraordinaire atteint 220°, de sorte qu'il est capable d'embrasser beaucoup plus qu'une hémisphère. En le plaçant à la verticale, il est donc capable d'embrasser non seulement la totalité du ciel, mais encore tout l'horizon et même, sur terrain plat, tout l'espace à l'exception d'une zone circulaire située sous l'appareil. Avec 5,2 kg et un diamètre de 236 mm, l'objet n'a toutefois rien d'une miniature, il cache entièrement le boîtier sur lequel il se monte et possède son propre écrou de pied, tout comme les gros téléobjectifs. Compte tenu du coût et des besoins très spécifiques pour un tel objectif, Nikon ne le fabrique que sur commande spéciale.
Objectifs fish-eye donnant une image circulaire.
Les premiers fish-eye donnaient une image circulaire et embrassaient un champ voisin de 180°, projetant donc toute une hémisphère sur un cercle.
Objectifs fish-eye « plein format ».
Ces objectifs ont été conçus et fabriqués pour répondre à une certaine demande, après le succès des premiers modèles à image circulaire. Cette nouvelle génération possède un cercle de couverture bien plus grand, de sorte que l'on peut y découper un rectangle de 24 x 36 mm. L'angle de champ de 180° correspond alors à la diagonale du format.
Le premier objectif de cette famille fut mis sur le marché à la fin des années 1960 par Nikon. Il s'agissait d'un objectif de 16 mm de focale. Pour obtenir le même résultat sur un capteur de type APS, il faut une focale de 10,5 mm seulement, à formule optique équivalente.
Bidouillages et astuces.
Il est possible de réaliser un « objectif fish-eye » pour à peine plus de 10 €. Il suffit pour cela de se procurer un judas de porte et de l'adapter sur un appareil reflex. La solution la plus simple peut être de le monter devant la lentille frontale d'un objectif ordinaire, de focale normale ou approchante, pour obtenir une image ronde couvrant un angle qui peut atteindre assez facilement 150 ou 160°. On peut par exemple le fixer sur un bouchon d'objectif que l'on aura préalablement percé au bon diamètre pour autoriser le montage. Veiller toutefois à ce que je judas ne vienne pas toucher la lentille frontale, qu'il pourrait gravement endommager.
Naturellement il ne faut pas s'attendre à ce que le capteur reçoive une image très lumineuse, en raison du très petit diamètre des lentilles du judas.
Formules optiques.
Les objectifs grand angulaires ont toujours posé un véritable défi aux opticiens : il faut en effet allier une luminosité élevée à un grand angle de champ, ce qui rend très difficile la correction des faisceaux obliques. Dans le cas des appareils reflex, une difficulté supplémentaire tient au fait qu'il faut dégager de l'espace entre l'objectif et la couche sensible afin de loger le miroir mobile.
Certains types d'objectifs utilisés à pleine ouverture ne présentent pas une couverture d'image suffisante pour mériter le qualificatif de grand angulaire. En revanche, si on les utilise en fermant considérablement le diaphragme, le diamètre du cercle de couverture augmente, ainsi que l'angle de prise de vue. Celui-ci peut par exemple passer de 70 à 90 ° en fonction de la valeur de l'ouverture relative du diaphragme.
Objectifs grand angulaires anciens et « périscopiques ».
Afin d'atténuer les aberrations engendrées du fait de l'angle de prise de vue élevé, les premiers opticiens ont recherché des formes de lentilles se rapprochant de la sphère, avec des formules optiques symétriques ou quasi symétriques. 
Le "Globe Lens" breveté le 17 juin 1862 par Charles C Harrison et Joseph Schnitzer (voir Harrison & Schnitzer) entrait dans cette catégorie, de même que le "Pantoscope" de Busch. Ces objectifs sont restés en usage sur les chambres photographiques pendant toute la fin des années 1800, avant d'être détrônés par l"'Hypergon" du fabricant allemand Goerz (ne pas confondre avec l'homonyme autrichien Goerz).
L'objectif "Hypergon" de Goerz, repris plus tard par Carl Zeiss, appartient à la catégorie des objectifs dits « périscopiques », caractérisés par un angle de champ très important, pouvant atteindre de 110 à 140°, une distorsion très faible, mais aussi une luminosité très réduite. Dans le cas de l"'Hypergon", la visée se faisait à 22 et la prise de vues à 32. Sur certains modèles, il fallait en outre compenser la perte de lumière sur les bords, ce qui ne pouvait se faire qu'en assombrissant l'image centrale par un astucieux système de cache en forme d'étoile que l'on mettait en rotation pendant la pose par le jet d'air produit par une poire. Ce cache était articulé de façon que l'on puisse le retirer en cas de besoin. D'autres objectifs du même type ont été construits par diverses sociétés :