‌ تشمل مزايا حلول السطح الحرة بشكل أساسي الجوانب التالية:

عادةً ما يعتمد تصميم الأسطح الحرة على خوارزمية GS (خوارزمية Gerchberg-Saxton). تحل خوارزمية GS توزيع الطور لسطح الشكل الحر من خلال عملية تحسين تكرارية

يتضمن مبدأ حل سطح الشكل الحر أساسًا مبدأ البصريات الهندسية ونظرية حيود الطيف الزاوي.