Die Sagittalebene (von lateinisch Sagitta, Pfeil) ist in der geometrischen Optik eine Hilfsebene zur Berechnung und Beurteilung der Eigenschaften eines abbildenden Systems. Für jeden Objektpunkt ist sie jeweils die Ebene, die den Hauptstrahl des Strahlenbündels enthält und senkrecht auf dessen Meridionalebene steht.
Für einen Objektpunkt, der auf der optischen Achse liegt, bilden alle Ebenen, die den Hauptstrahl enthalten, eine Schar von Meridionalebenen. In diesem Fall existiert keine Sagittalebene.