L'ottica (contrariamente all'etimologia della parola) si occupa di spiegare i fenomeni legati alla luce. Nel corso della storia, sono stati sviluppati vari modelli dei fenomeni che via via venivano presi sotto esame, e benché l'ottica sia stata una delle prime teorie fisiche ad essere matematizzate, la piena comprensione dei fenomeni legati alla luce si è avuta solo nel 1900.
Dall'epoca ellenistica ci sono pervenuti solo i trattati di Euclide (lo stesso creatore della Geometria Euclidea), ma dell'argomento si sono occupati tra gli altri anche Archimede (cui la leggenda attribuisce l'invenzione degli "specchi ustori"), Apollonio (famoso per il trattato sulle coniche) e Ipparco.
Mezzo millennio dopo Euclide, l'ottica di Claudio Tolomeo rappresenta un parziale recupero delle opere di questi autori, ma una parte dei risultati (fondamentali quelli sulle proprietà ottiche delle coniche) erano andati perduti; su di questi abbiamo solo notizie frammentarie e congetture.
I fenomeni descritti comprendevano le ombre e la formazione delle immagini da parte di specchi e lenti. Venne sviluppata anche una teoria del colore, della quale non ci occuperemo.
Già da millenni era disponibile la tecnologia per creare specchi piani e curvi.
Meno sviluppata era la tecnologia per creare le lenti, ma abbiamo reperti storici cretesi, cartaginesi e anche romani di lenti usate per accendere il fuoco e persino di alcuni reperti di qualità tale da poter fungere da lente di ingrandimento.
Le fonti letterarie sull'uso di lenti di ingrandimento sono molto scarse ma non del tutto assenti: ad es. Plinio descrive un monocolo di smeraldo di proprietà dell'imperatore Nerone, mentre Alceo e Strabone usano il termine δìoπτoν per descrivere oggetti che ingrandiscono le immagini, esattamente il significato che ha oggi la parola diottro.