Квантової оптикою називають розділ оптики, що займається вивченням явищ, в яких проявляються квантові властивості світла. До таких явищ належать: теплове випромінювання, фотоефект, ефект Комптона, фотохімічні процеси, вимушене випромінювання.
Згідно нової теорії, світло - це потік частинок, які називаються фотонами і квантами.
Світло має двоїсту природу, що отримала назву корпускулярно-хвильового дуалізму світла. З деякими об'єктами світло взаємодіє як хвиля, з іншими - подібно до потоку частинок.
У ряді оптичних явищ, світло проявляє свої хвильові властивості. У цих випадках ми повинні розглядати світло як електромагнітні хвилі. Світло демонструє властивості хвилі в явищах дифракції та інтерференції при масштабах, порівнянних з довжиною світлової хвилі. В інших оптичних явищах світло проявляє свої корпускулярні властивості, і тоді його слід представляти як потік фотонів. Це закономірності рівноважного теплового випромінювання, фотоефекту і ефекту Комптона. Однак хвильової і корпускулярний способи опису світла не суперечать, а взаємно доповнюють один одного, так як світло одночасно володіє і хвильовими, і корпускулярним властивостями. Так, наприклад, обидві ці теорії приводять до однакових співвідношеннях для тиску, що чиниться світлом при падінні його на речовину.
Фотон має енергію. Імпульс фотона направлений по світловому пучку. Наявність імпульсу підтверджується експериментально: існуванням світлового тиску. (Дивись фотографію.)