La moderna ottica fisica ha origine nell'ottica matematica greca: il più ovvio legame fra le due è l'uso della geometria dei raggi come strumento fondamentale di analisi. Mentre l'ottica moderna si occupa essenzialmente della luce, quella antica più della visione. 

È possibile tracciare tre linee principali di ricerca.

• Filosofica, che prestava grande attenzione a questioni di causalità fisica, per esempio quale tipo legame potesse essere stabilito fra l’occhio e l’oggetto e quale fosse l’entità che li mediava.

• Medica, che prestava maggiore attenzione all'anatomia e alla fisiologia dell'occhio. A questo filone di ricerca si dedicò Erofilo, medico alessandrino del 300 a.C., che per primo riconobbe che i nervi ottici sono cavi.

• Matematica, fondata sull'analisi dei raggi. Alla base di tale teoria c'è il concetto che l'occhio emette, da un suo punto, un flusso visivo lungo linee radiali divergenti creando un cono il cui vertice costituisce il centro della vista e la cui base è il campo visivo.

Con Euclide (300 a. C.) nasce l'ottica geometrica, ma fu Tolomeo (II secolo d.C.) che ne razionalizzò lo studio secondo la triplice struttura di Ottica propriamente detta (analisi della visione), Catottrica (analisi delle riflessione) e Diottrica (analisi della rifrazione). Nella Catottrica, Tolomeo studia le deviazioni dei raggi visivi causati da una superficie riflettente; questa “rottura” produce una percezione errata o illusione. Tale illusione deriva dal fatto che mentre il vero raggio visivo è quello che presenta la riflessione sulla superficie, l’oggetto è percepito sul prolungamento del raggio riflesso come se la rottura non fosse mai avvenuta. Quindi la funzione principale della catottrica è discernere ciò che si percepisce nello specchio da ciò che è visto in realtà. Questa comprensione si basa sulla legge fondamentale dell’uguaglianza tra angolo di incidenza e angolo di riflessione (si può notare con stupore che la legge sulla riflessione è stata dimostrata matematicamente una volta sviluppate le leggi dell’elettromagnetismo). La diottrica è lo studio della rifrazione considerata come caso speciale di riflessione. L’interesse di Tolomeo per la rifrazione non fu soltanto teorico in quanto ebbe risvolti pratici soprattutto in campo astronomico; egli infatti collegò la posizione apparente dei corpi celesti alla rifrazione atmosferica.

L'ottica geometrica è la branca più antica dell'ottica, basata sul principio che la luce si propaghi mediante raggi rettilinei; essa ebbe un rinnovato sviluppo nel IX e X secolo nel mondo islamico, quando il pensiero greco fu assimilato da pensatori arabi, soprattutto da Alhazen, il quale introdusse l’ipotesi che la visione dipendesse da un agente esterno (il lumen) e che le informazioni fornite dal lumen fossero in realtà un flusso di particelle materiali emesse dall'oggetto, una radiazione uniforme indifferenziata. Essa, pertanto, segnò la fine della tradizione classica dei raggi visivi.

Nel Rinascimento il contributo maggiore nel campo dell’ottica non venne dai dotti ma dagli artigiani; essi svilupparono tecniche e strumenti che saranno una delle cause principali della rivoluzione scientifica: in particolare le lenti, probabilmente importate dall'Islam si diffusero in occidente. Il più illustre fra gli artigiani fu Leonardo Da Vinci (1452-1519). Nel 1604 Keplero espose la sua teoria dell’ottica geometrica moderna nell'opera Ad Vitellionem Paralipomena (Vitellione fu il monaco polacco che nel 1270 tradusse i testi arabi di Alhazen). Nel 1665 il gesuita Francesco Maria Grimaldi osservò il fenomeno della diffrazione: questo diede luogo ad un dibattito sulla natura corpuscolare o ondulatoria della luce: la prima sostenuta da Newton la seconda da Huygens nel trattato sulla luce (1690). Nonostante il modello ondulatorio fosse molto interessante nel XVIII secolo prevalse l’idea corpuscolare della luce, probabilmente a causa della enorme autorevolezza di Newton o della mancanza di strumenti matematici adatti alla trattazione dei fenomeni ondulatori.

• Darrigol O. (2012). A History of Optics. From Greek Antiquity to the Nineteenth Century. Oxford

• Gliozzi M. (2005). Storia della Fisica. Bollati Boringhieri 

• Smith A. M. (2001). Scienza greco-romana. Ottica e teoria della luce. Enciclopedia Treccani, Storia della Scienza