物理光学（physical optics），又称波动光学（wave optics）是光学的一个分支，研究的是关于干涉、衍射、偏振与其它在几何光学里射线近似不成立的种种现象。假设光波的波长超小于仪器的尺寸，能取波长趋向于零的极限为近似，则可以使用几何光学的方法来解析问题；对于小尺寸仪器，必需假设光波具有有限波长，改使用物理光学的方法来解析问题。

在光学通信（optical communication）里，像量子噪音（quantum noise）一类的效应是包括在干涉理论（coherence theory）的研究领域，通常不会包括在物理光学的研究领域。

In physics, physical optics, or wave optics, is the branch of optics which studies interference, diffraction, polarization, and other phenomena for which the ray approximation of geometric optics is not valid. This usage tends not to include effects such as quantum noise in optical communication, which is studied in the sub-branch of coherence theory.