光学是一门研究光（电磁波）的行为和性质，以及光与物质相互作用的物理学科。其研究内容主要包括以下几个方面：
光的传播：
研究光在不同介质中的传播规律，包括折射、反射、衍射、偏振等现象。这些现象可以通过经典电动力学中的麦克斯韦方程组来描述，同时光的波粒二象性需要用量子力学来表达。
光的干涉和衍射：
干涉和衍射是光学中研究光波传播的重要手段。干涉是指两束或多束光波在空间某些区域叠加，形成明暗相间的干涉条纹；衍射是指光波经过障碍物或通过孔洞时，在几何阴影区域形成光强分布的现象。
光的偏振：
偏振是指光波在传播过程中，其振动方向在某一固定平面内的现象。研究光的偏振有助于理解光的波动性质和传播特性。
光与物质的相互作用：
研究光与物质的相互作用，包括光对物质的影响（如光合作用、光化学反应等）以及物质对光的影响（如吸收、散射、透射、反射等）。
量子光学：
量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。它运用量子力学的基本原理和方法，对光的波粒二象性进行深入研究。
应用光学：
光学不仅是一门理论学科，也是一门应用学科。应用光学主要研究光学技术在各个领域的应用，包括光学仪器的设计与制造、光学信号处理、光学通信、激光技术、全息术、光镊、光学加密等。
光学的发展历史悠久，最早可追溯到古希腊时期，经过多个世纪的发展，光学已成为物理学中极为重要的基础学科，并在现代科技中发挥着重要作用。光学研究不仅推动了科学知识的进步，也为人类的生产和生活带来了诸多便利。