У рамках цієї теорії розвинулись такі підрозділи фізичної оптики як кристалооптика, металооптика та молекулярна оптика. Оптичні явища (зокрема, поглинання і випромінювання світла, фотоефект, фотохімічне перетворення молекул), в яких проявляється квантова природа світла, вивчає квантова оптика, теоретичною основою якої є квантова механіка і квантова електродинаміка.