科学是描述自然界的各种规律，而艺术是人类展现对自然的感受，二者都通过不同的形式传递了美的真意。光学作为物理科学的一个研究领域，其规律、定理都相对理论化，然而艺术应用却将光学的规律展现得生动绚烂，二者形影不离同步发展着，为我们诠释了大千世界之美。
光学是关于光和视见的科学，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而现在常说的光学是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的产生、传播、接收和显示，以及与物质相互作用的科学，着重研究的范围是从红外到紫外波段。
光学是研究光的行为和性质的物理学科。光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组来描述；同时，光具有波粒二象性，光的粒子性则需要用量子力学来描述。
所以我们通常用光学原理图来研究光学理论，如亿图光学原理图例图所示：
光学原理图的应用
由于光学由许多与物理学紧密联系的分支学科组成，具有广泛的应用，所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。如有关电磁辐射物理量测量的光度学和辐射度学；以正常平均人眼为接收器来研究电磁辐射所引起的彩色视觉及其心理物理量的测量的色度学；以及众多的技术光学诸如光学系统设计及光学仪器理论，光学制造和光学测试及干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等；还有与其他学科交叉的分支，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。
光学原理图符号
反射面——光学仪器中的反射元件起着折转光路、缩小仪器体积、改变像的正倒关系等作用。
平行光束——又称为方向光，是一组没有衰减的平行的光线，类似太阳光的效果。
棱镜——利用棱镜作为反射物进行测距时，反射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去。
光线——一种几何的抽象，表示光的传播方向的直线。
主轴——连接面中心的直线称为透镜的主轴。
主光轴——平行于主轴的光线，通过镜头后相交于一点，这一相交点称为焦点。通过薄透镜两个球面球心的直线，叫做主光轴，也称主轴。主光轴在相机等光学元件中尤为重要。
凸透镜和凹透镜——凡中间部分比边缘部分厚的透镜叫做凸透镜，凡中间部分比边缘部分薄的透镜叫凹透镜。
点光源——理想化为质点点光源，现实中不存在，指的是从一个点向周围空间均匀发光的光源。
全反镜——提供多种波长激光全反镜,用于改变激光束光路。
正弦波——频率成分相对单一的一种信号，因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成。
眼球——眼球内一些无色透明的折光结构，包括晶状体、眼房水和玻璃体，它们与角膜一起组成眼的折光系统。
人眼——人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所呈的像，一定是实像。
反射面——反射光线与入射光线与法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 ；光具有可逆性；光的反射现象中，光路相等。
