علم البصريات الهندسية هو أحد فروع الفيزياء الذي يدرس الظواهر الضوئية التي تتعامل مع الضوء على انه جسيمات مثل الانعكاس والانكسار . هو علم يصف انتشار الضوء في صورة أشعة. يُنظر إلى الأشعة في هذا العلم كوسيلة مفيدة في تقريب المسارات التي يسلكها الضوء في ظروف معينة. يقوم هذا العلم على عدة فرضيات بسيطة حول الأشعة، وهي أن الأشعة تنتشر في مسارات مستقيمة أثناء انتقالها في وسط متجانس؛ وتنعطف، وفي ظروف معينة قد تنقسم إلى قسمين، عند مرورها حاجز بين وسطين بصريين مختلفين؛ وتتبع مسارات منحنية في الوسط الذي يتغير معامل انكساره؛ ويمكن امتصاصها أو عكسها. وهي مفيدة في وصف بعض المفاهيم الهندسية للصور كالزيغ البصري. ووفق مبدأ فيرمات فإن المسار بين نقطتين الذي يقطعه شعاع الضوء هو المسار الذي يمكن اجتيازه في أقل وقت ممكن.