Optika je veoma stara nauka, samo nešto malo mlađa od mehanike. Još u antičko doba uočeno je da se svjetlost prostire pravolinijski. U XV vijeku Porta (Giambattista della Porta, 1538-1615) opisuje u svojim djelima eksperimentalno dokaz pravolinijskog prostiranja svjetlosti pomoću mračne komore. Prema Kepleru (Johann Kepler, 1571-1630) brzina svjetlosti je beskonačno velika. Galilej (Galileo Galilei, 1564-1642), koji je uveo eksperiment u fiziku, bezuspješno je pokušao da odredi brzinu svjetlosti. Prvi je brzinu svjetlosti odredio Remer (Olaf Römer, 1644-1710) 1675. godine. Mnogo tačnije mjerenje brzine svjetlosti izvršili su 1849. godine Fizo (Armand Hipolyte Louis Fizeau, 1819-1896) i Fuko (Jean Bernard Leon Foucault, 1819-1868). Metodi mjerenja brzine usavršavali su se u XX vijeku. Poznat je Majkelsonov eksperiment (Albert Abraham Michelton, 1852-1931).

U XVIII vijeku napravljeni su mikroskop i durbin, koji je dobio naročito široku primjenu u navigaciji i astronomiji. Za usavršavanje ovih instrumenata trebalo je poznavati, pored zakona odbijanja, i zakone prelamanja svjetlosti. Godine 1621. Snelijus (Willebrord Snellius, 1580-1626) je dao kvantitativan zakon prelamanja svjetlosti. Matematičku formulaciju ovog zakona, u vidu odnosa sinusa upadnog i prelomnog ugla, dao je Dekart (Rene Descartes, 1596-1650), pa se ovaj zakon zbog toga zove Snelijus-Dekartov zakon. Inače, Dekart je prvi pokušavao da ovaj zakon teorijski objasni na osnovu predstava o korpuskularnoj prirodi svjetlosti. Prema Njutnovom (Isac Newton, 1642-1727) shvatanju s kraja XVII vijeka, svjetlost se sastoji od korpuskula koje se kreću ogromnom brzinom. Godine 1666. Njutn je pokazao da je bijela Sunčeva svjetlost sastavljena od svjetlosti različitih boja koje se, po njegovom mišljenju, razlikuje po masi korpuskula.

Istovremeno sa Njutnovim shvatanjem, nastala je 1867. godine Hajgensova (Christian Huygens, 1629-1695) talasna teorija prirode svjetlosti. Prema Hajgensu, front svjetlosnog talasa predstavlja površinu koja dodiruje sve elementarne talase koje emituju čestice etra. Tako je u optici, krajem XVII vijeka, nastala specifična situacija. Iako u biti suprotne, i korpuskularna i talasna teorija su u potpunosti objašnjavale pravolinijsko prostiranje svjetlosti u homogenoj sredini, kao i zakone odbijanja i prelamanja. Talasna teorija nije bila u stanju da objasni uzrok različitih boja, kao ni mehanizam primjene brzine svjetlosti u etru koji ispunjava različita tijela. Da bi objasnio djelimično odbijanje i prelamanje svjetlosti koja padne na granicu dveju sredina, Njutn je morao da pretpostavi da "korpuskule" imaju periodične "sklonosti" ka odbijanju, odnosno prelamanju. Zahvaljujući Njutnovom velikom autoritetu, kao i nepotpunosti talasne teorije, u XVIII vijeku dominirala je korpuskularna teorija.

Početkom XIX vijeka veoma se razvila teorija oscilacija i talasa koja je počela uspješno da se primjenjuje za objašnjenje optičkih pojava. Tako, 1801. godine Jang (Thomas Joung, 1773-1829) utvrđuje princip interferencije i pomoću njega objašnjava boju tankih listića, te prvi približno određuje talasnu dužinu svjetlosti.

Godine 1818. pristalice korpuskularne teorije svjetlosti, za temu na konkursu Pariske akademije, postavljaju problem objašnjenja različitih difrakcionih i interferencionih pojava. Nagradu je osvojio Frenel (Augustin Jean Fresnel, 1788-1837) za objašnjenje difrakcije pomoću talasne teorije. Na sastanku komisije Poason (Simeon Denis Poisson, 1781-1840) je primijetio da iz Frenelove teorije slijedi da u centru senke malog kružnog diska treba da se nalazi kružna svijetla mrlja. Ovo je ubrzo i eksperimentalno potvrđeno. To je istovremeno bila i potvrda Frenelove teorije koja je bila u stanju da predskaže pojave koje niko ranije nije primijetio.

Veliki broj eksperimenata i odgovarajući teorijski dokazi koje su dali Jang i Frenel, bili su nepobitni dokaz talasne prirode svjetlosti.

Maksvelova (James Maxswell, 1831-1879) proučavanja prostiranja elektromagnetnih talasa su pokazala da je brzina prostiranja elektromagnetskih talasa u vakuumu jednaka brzini prostiranja svjetlosti. Na osnovu ovoga je Maksvel pretpostavio da svjetlost predstavlja elektromagnetske talase.

Godine 1887. uspjelo je Hercu (Heinrih Hertz, 1857-1897) da registruje elektromagnetsko zračenje koje je predskazao Maksvel. Na osnovu mjerenja talasne dužine i frekvencije zračenja, Herc je našao da je brzina elektromagnetskih talasa oko 3*10^8 m/s, što znači da se poklapa sa brzinom svjetlosti. Hercovi eksperimenti su pokazali da se elektromagnetsko zračenje ponaša kao i svjetlost u pojavama, kao što su: odbijanje, prelamanje, interferencija i difrakcija. Na osnovu ovih eksperimenata, Herc je zaključio da svjetlost, toplotno i elektromagnetsko zračenje imaju istu prirodu. Elektromagnetska teorija svjetlosti je omogućila da se objasne neke optičke pojave, kao što su polarizacija i prostiranje svjetlosti u različitim sredinama.

Bez obzira na velike uspjehe elektromagnetske teorije svjetlosti, krajem XIX vijeka otkrivene su pojave koje se nisu mogle objasniti talasnom (elektromagnetskom) teorijom. Tako se pokazalo da talasna teorija zračenja ne može da objasni raspodjelu energije u spektru apsolutno crnog tijela. Isto tako, talasnom teorijom se ne može objasniti fotoelektrični efekt. Izlaz iz ovih teškoća nađen je na samom početku XX vijeka.

Plank (Max Planck, 1858-1947) je 1901. godine objasnio raspodjelu energije u spektru apsolutno crnog tijela pretpostavkom da se emisija i apsorpcija zračenja ne dešavaju kontinualno, već u određenim porcijama kvantima energije.

Fotoefekat je objasnio 1905. godine Ajnštajn (Albert Einstein, 1879-1955) na osnovu pretpostavke da se svjetlost sastoji od čestica fotona, koji u sudaru predaju energiju elektronu, koja pod određenim uslovima može biti dovoljna da ih odvoji od metala. To znači da svjetlost ima dvojaku i korpuskularnu i talasnu prirodu.