角膜含有78%的水分，角膜基质层占有90%的角膜厚度吸收大量水分，角膜内皮的泵-渗漏形式通过纳离子、钾离子、-ATP酶和碳酸氢钠离子泵将基质中的水分排出，少量角膜上皮的泵-渗漏的形式也发挥一定作用。睡眠中人加墨均会出现轻微水肿，厚度增加4%，若戴上CL，则进一步增加了角膜的厚度。角膜基质水肿是由于上皮和内皮的屏障功能降低，泵功能降低，角膜基质间隙渗透性增高。临床上建议观察角膜对CL EW的应激反应，测量SCL EW一夜戴镜后角膜厚度的改变，即可证实戴镜者角膜是否能耐受显著低氧环境。角膜水肿如≤5%，可以认为该角膜也能耐受7个夜晚的EW。临床上SCL EW缺氧状态下使角膜基质增厚的变化中央区比周边区明显。初次配戴SCL者，日间戴镜可出现1%~6%的水肿，过夜戴镜可出现平均10%~14%的水肿。SCL含量增至最大，有可能维持正常的角膜厚度。RGPCL EW引起角膜中央厚度的改变明显小于SCL，过夜后平均有5%~8%水肿，镜片DK/t升至90~100左右，角膜厚度的变化甚微。
对RGPCL配戴这进行调查，发现大约55.7%有30~60分钟的午睡习惯。其中19.8%开睑是出现视力不良，11.7%感觉不舒适，也考虑与角膜水肿、干燥等生理变化有关。
角膜水肿的发生也与CL的材料和设计有关， PMMA CL引起镜片覆盖区域的水肿，而SCL引起角膜整体的变化。
角膜酸中毒也会降低角膜水合的控制，影响角膜的厚度。如pH值处于生理范围，角膜复原与角膜pH值之间的关系不变，如pH值低于生理范围（7.40~7.65），角膜复原率明显低下。SCL和RGPCL的脱水肿率不同，不同患者亦不同，多年配戴CL有可能丧失12%的复原能力。
角膜出现条纹和皱折，可用于水肿的分级。后面的条纹常表示角膜急性的厚度改变，水可使角膜基质后面垂直排列的胶原纤维分离，出现条纹，可反映出5%~7%的基质水肿。经测定，出现水平条纹的平均临界水肿率为3.8%，垂直条纹的品均临界水肿率4.5%。皱折出现在基质层后部可见一条黑线，约存在10%~15%的基质水肿，描述为后弹力膜皱折。Haze出现可由15%的水肿反应，是条纹的晚期形态，角膜基质整体出现了显著的胶原纤维分离。防止角膜水肿的需氧水平DW为12%（海平面21%），EW为18%。因此要求DK/t值DW为34，EW为70~90。