광학의 분야로는 빛의 직진성(直進性), 반사 및 굴절의 법칙, 결상(結像) 등 빛의 전파(傳播)를 기하학적 현상으로 취급하는 기하광학, 빛을 파동으로 보고 간섭 ·회절 ·편광(偏光) 등을 취급하는 물리광학(파동광학), 빛의 방출 ·흡수와 물질과의 상호작용을 취급하는 분광학(分光學), 빛의 색을 취급하는 색채학, 빛과 인간의 눈과의 관계를 취급하는 생리광학, 빛의 여러 가지 성질을 양자론적으로 취급하는 양자광학 등 여러 가지로 나누어지나, 좁은 의미로는 기하광학과 물리광학을 말한다. 광학이 학문적인 체계를 갖추기 시작한 것은 17세기경부터이다. 빛의 기본 성질에 관해서는 I.뉴턴의 입자설, C.하위헌스의 파동설 후에 J.C.맥스웰의 전자기파설이 나오고, 다시 M.플랑크와 A.아인슈타인의 광양자설이 나와 파동설과 입자설이 대립하는 것으로 보였다. 그러나 양자역학에 의해 빛은 파동성과 입자성의 이중성을 가진다는 것이 밝혀졌으며, 광학은 근대물리학 발전의 중심적인 역할을 하게 되었다.