Eine Fresnel-Linse ist eine besonders flache optische Linse, die in einer typischen Stufenstruktur gebaut ist. Die Stufenstruktur basiert auf dem Grundgedanken, dass die Lichtbrechung bei einem gegebenen Linsenmaterial vom Einfallswinkel abhängt, nicht jedoch von der Dicke der Schicht, die das Licht in der Linse durchläuft.
Um sich solch eine Stufenstruktur vorzustellen, zerlegt man die herkömmliche Linse gedanklich in konzentrische Ringe, nähert deren gekrümmte Kantenlinien durch geradlinige Kanten an, schneidet die darunter liegenden ringoder zylinderförmigen Bereiche heraus und schiebt die verbliebenen Strukturen auf die Grundfläche.
Besonders Linsen mit kurzer Brennweite werden durch die Stufenstruktur erheblich dünner und leichter als herkömmliche optische Linsen. In der Konzentrator-Photovoltaik ist eine starke Bündelung des Lichts gefordert. Der Brennfleck soll möglichst klein, die Strahlung möglichst homogen über die kleine Fläche verteilt sein.
Dies wird umso besser erreicht, je mehr Ringe die Stufenstruktur enthält und je schärfer die Kanten der Struktur ausgeprägt sind. Feingliedrige Strukturen, wie sie für das Fresnel-Linsensystem der Primäroptik notwendig sind, lassen sich in der benötigten Präzision nicht aus Glas, sondern nur aus Kunststoffen wie Acrylglas oder Polycarbonat oder aus einem flüssigen Siliconkautschuk herstellen.