L'optique géométrique examine la trajectoire de la lumière et la formation des images.
La lumière se déplace habituellement en ligne droite, mais elle peut être déviée lors de réflexions, réfractions ou diffractions.
Les lois de Snell-Descartes décrivent quantitativement la réflexion et la réfraction.
Optique ondulatoire ou optique physique
Alors que l'optique géométrique est une optique purement phénoménologique et ne fait pas d'hypothèse sur la nature de la lumière, hormis éventuellement qu'elle transporte de l'énergie, l'optique ondulatoire (parfois appelée « optique physique ») modélise la lumière par une onde.
Dans un milieu transparent, homogène et isotrope, la lumière se propage en ligne droite mais à une vitesse v = c n v=\\frac{c}{n} v=nc où le scalaire n est une grandeur sans dimension, appelé indice de réfraction.