Optika on füüsika osa, mis kirjeldab valguse levimist ja omadusi, sealhulgas aine mõju valgusele.

Enamus inimesi saavad enamuse informatsioonist valguse vahendusel. Optika on vajalik teaduse ja tehnika paljudele aladele, näiteks astronoomiale, fotograafiale, infotehnoloogiale ja meditsiinile. Igapäevaelus ning õppe-ja teadustöös kohtame mitmesuguseid optilisi seadmeid (nt peeglid, luubid, prillid, kontaktläätsed, binoklid, mikroskoobid, teleskoobid, laserid, optilised infosalvestusseadmed, valgusjuhid).

Inimsilmale nähtav valgus on elektromagnetiline laine lainepikkusega 380 kuni 740 nanomeetrit, mis on üksnes väike lõik elektromagnetlainete spektrist. Nähtava valguse erinevaid lainepikkusi tajub inimsilm erinevate spektrivärvidena. Valgusel on nii laine kui osakeste omadused.

Geomeetriline optika ehk kiirteoptika on kõige lihtsam lähenemine valguse käitumise kirjeldamiseks, kuid siiski võimaldab see lahendada mitmeid praktilisi ülesandeid. Geomeetrilises optikas kujutatakse valguse levimist kiirtena, valguskiir näitab valguse energia levimise suunda. Valguse laineiseloomu ega sellest tulenevaid nähtusi (difraktsioon, interferents) ei arvestata ja valguse lainepikkus loetakse väga väikeseks. Neil tingimustel valgus levib ühtlases keskkonnas sirgjooneliselt.

Erinevates keskkondades on valguse kiirus erinev - kõige kiiremini levib valgus tühjas ruumis (vaakumis), teistes läbipaistvates keskkondades on valguse kiirus mingi arv n korda väiksem - seda arvu nimetatakse keskkonna murdumisnäitajaks (üldjuhul n>1). Kohates oma teel uut keskkonda, muudab valguskiir suunda, minnes tagasi esimesse keskkonda (peegeldumine) või minnes üle teise keskkonda (murdumine). Peegeldumine ja murdumine võivad toimuda ka üheskoos: osa valgusest peegeldub keskkondade lahutuspiirilt tagasi, osa murdub teise keskkonda - nii jaguneb esialgne kiir kaheks.

Peegeldumisel ja murdumisel muudab valguskiir suunda sõltuvalt peegeldavate ja murdvate pindade asukohtadest ja omadustest. Valguse levimise, peegeldumise ja murdumise seadused tulenevad Fermat' printsiibist, mille kohaselt valgus levib ühest punktist teise alati sellist teed mööda, mille läbimiseks kulub kõige vähem aega.

Optiline süsteem on keskkondade lahutuspindade, läätsede või/ja peeglite hulk, kus valgus peegeldub või murdub. Geomeetrilise optika tavalisteks ülesanneteks on objekti kujutise leidmine pärast optilise süsteemi läbimist, samuti selliste optiliste süsteemide konstrueerimine, mis tekitaksid soovitud omadustega kujutise. Käesolevas õppematerjalis vaatame ideaalseid optilisi süsteeme, mille korral iga eseme punkt kujutub kujutise üheks punktiks ja tekkiv kujutis on esemega sarnane. See kehtib siis, kui kõigi valgust murdvate ja peegeldavate kõverpindade (läätsede ja peeglite) kõveruskeskpunktid asuvad samal teljel (seda nimetatakse süsteemi optiliseks peateljeks) ja kiired moodustavad optilise peateljega piisavalt väikese nurga (nii et radiaanides mõõdetud nurk x on lähedane sin(x) ja tan(x) väärtustele).