眼科医学において、「視力」とは単に遠くがよく見えるかどうかではなく、「2つの離れた点を2点として識別できる最小の能力（最小分離閾）」を指します。この識別能力を測定する単位として用いられるのが、角度の単位である「視角（しかく）」です。
1度の60分の1の角度を「1分（1'）」と呼びます。光学的な基準において、「視角1分の開きを正確に見分けられる視力」を視力1.0と定義しています。視力値は「1 ÷ 視角（分）」という数式で算出されるため、視角0.5分を見分けられれば視力2.0（1÷0.5）、視角2分でしか見分けられなければ視力0.5（1÷2）となります。
この光学理論を現実の検査表に落とし込んだのがランドルト環の寸法設計です。ランドルト環は、「全体の直径 ： 円の太さ ： 切れ目の幅 ＝ 5 ： 1 ： 1」という極めて精緻な比率で描かれています。
基準となる測定距離5mにおいて視力1.0を測定する場合、ランドルト環の寸法は以下の通り厳密に定められています。
- 全体の直径（外径）：7.5mm
- 円の太さ：1.5mm
- 切れ目の幅（隙間）：1.5mm
5m離れた位置から1.5mmの隙間を見たときに目に入ってくる角度が、ちょうど「視角1分」になります。近年では検査スペースの都合上、測定距離3m用の視力表も広く普及していますが、その場合は幾何学計算に基づき、全体の直径4.5mm、切れ目幅0.9mmに縮小されたランドルト環が用いられます。
