A fizikának a fény, valamint általában az elektromágneses hullámok terjedésével foglalkozó tudományága az optika, vagy magyarosan fénytan. A fénytan (optika) vizsgálja a fény tulajdonságait, valamint az olyan fényjelenségeket, mint a fénytörés, a fényvisszaverődés, stb.
A geometriai optika az a tudomány, amely úgy tekinti a fényt, mint egy sugarat, amely az egyes közegekben egyenes vonalban halad, a közeghatárokon pedig visszaverődik, vagy megtörik. A hullámoptika az a tudomány, amely hullámként modellezi a fényt, aminek köszönhetően így magyarázhatóvá válik a fényelhajlás, az interferencia, valamint a polarizáció jelensége. A kvantumoptika az a tudomány, amely szolgál a vékony rétegek, valamint a határjelenségek magyarázatára. Viszont az előző lépcsőfokot magában foglalja mindegyik.
A fény színe – Egy olyan fiziológiai érzetről beszélünk, amelyet a látható optikai sugárzás kelt, méghozzá olyan minőségben, ami a hullámhosszától függ.
A színkép, vagy a spektrum - a színekhez tartozó intenzitás frekvenciára való eloszlását leíró függvény, illetve a fény spektrográfok által térben hullámhossz szerint szétbontott képe, amelyet a fényforrás hullámhossza szerint bontottak fel a fényében.
Az emissziós színkép - A hullámhossz szerinti rendszere a gerjesztett atomi, vagy molekuláris rendszer által kibocsátott elektromágneses hullámoknak.
A folytonos színkép – Egy olyan emissziós színkép, amelynek a frekvencia folytonos függvénye az intenzitása, valamint a nullától széles tartományban különbözik.
A fényforrások - Mivel fényforrás nélkül nincs fény, így meg kell említenünk a fényforrásokat is. Megkülönböztetünk két fajta fényforrást, az elsődleges, valamint a másodlagos fényforrásokat.
Az elsődleges fényforrások – Csak azokat a tárgyakat tekintjük elsődleges, vagy valódi fényforrásnak, amelyek fényt sugároznak, bocsátanak ki magukból. Elsődleges fényforrásnak mondható: a Nap, a csillagok, a gyertya lángja stb.
A másodlagos fényforrások - Csak minden olyan test nevezhető másodlagos fényforrásnak, amely csak a rá sugárzott, valamint a róla visszaverődő fény miatt látható, mivel ha a fényt nem verné vissza, akkor nem látnánk. Tehát valamit csak akkor látunk, ha a fény a szemünkbe jut a tárgyról.
A fényjelenségek - Ha két eltérő optikai sűrűségű közeg határára érkezik a fény, akkor visszaverődik egy része, a másik része pedig az új közegbe lép be. Általában megtörik az új közegben haladó fénysugár. Hogy a fényvisszaverődés, vagy a fénytörés az erőteljesebb az függ a közegek, valamint a határfelület tulajdonságaitól, valamint a beesés szögétől.
A fényvisszaverődés – Azt a jelenséget fényvisszaverődésnek nevezzük, hogyha a közegek, valamint a határfelület tulajdonságai úgy hozzák, hogy a visszaverődés erőteljesebb. A teljes fényvisszaverődés (totálreflexió) - Ha az optikailag sűrűbb közeg felől egy fénysugár a ritkább közeg felé halad, akkor nem törik meg a határfelületen, hanem azon – mint tökéletes tükrön – visszaverődik. Ilyenkor beszélünk teljes fényvisszaverődésről, vagy más néven totális reflexióról, mivel a ráeső fény száz százalékát veri vissza a határfelület. Könnyedén meghatározhatjuk a törési törvényből a határszöget.
A fénytörés - Ha vizet öntünk egy üvegpohárba, valamint a hozzá közel lévő tárgyakat rajta átnézve vizsgáljuk, akkor látunk egy eltorzult képet. Például megtörtnek látszik a vízbe helyezett szívószál, pedig ha a vízből kivesszük, akkor jól látható, hogy az alakja változatlan, mivel nem a szívószál törik meg, hanem a fény, amely a szemünkbe a vízből érkezik. Ha átlép az eltérő fénytani sűrűségű anyagok határán a fénysugár, akkor az iránya megváltozik. A fény mindig megtörik a víz, valamint a levegő határán, kivéve, ha a vízfelületre éppen merőlegesen esik.