墨家是春秋戰國時期科學成就最大的學派，他們的著作《墨經》以連續八條文字記載了光學問題。它們依次為：影的定義及影子生成的道理；光線與影的關係；光直線行進的性質；光反射特性；從物體與光源的相對位置來確定影子的大小；平面鏡反射成像；凹面鏡反射成像；凸面鏡反射成像。這八條文字是墨家從事光學實驗、進行精密觀察的忠實記錄，雖然字數不多，但條理清晰，邏輯嚴謹，可稱得上是二千多年前世界上偉大的光學著作。

《墨經》之後，沈括對推進光學的發展也作出許多貢獻。沈括是宋代偉大的科學家，撰有科學巨著《夢溪筆談》。沈括進一步發展了《墨經》關於平面鏡、凹面鏡和凸面鏡成像的知識。在比較平面鏡、凹面鏡和凸面鏡成像規律時，沈括解釋了照臉用的小鏡為何要使其鏡面微凸的原因。關於凹面鏡成像，沈括不僅重做了墨家做過的實驗，而且還第一次明確地指出焦點所在。他說：「陽燧面窪，向日照之，光皆聚向內。離鏡一二寸，光聚為一點，大如麻菽，着物則火發。」（《夢溪筆談》卷三）在這裏，沈括清楚地論述了他所用的凹面鏡的焦距長度和焦點大小。

現實生活中有很多令人迷惑的光學現象，如海市蜃樓、「峨眉寶光」以及家喻戶曉的「小兒辯日」的故事，這些看似奇幻的現象背後都包含了深刻的光學原理。「小兒辯日」的光學現象反映了，無論早晨或中午，太陽離我們的距離都是一樣的。若用影相機給太陽攝影，中午與早晨所攝得的影子將會是同樣大小。這證明在這兩個時份，太陽與地面的距離也是相等的。「峨眉寶光」是在高山頂上見到的光學奇景。實際上，它是射進雲霧表層的太陽光的衍射光環。它的產生必須有兩個物理條件：一是太陽光；二是在觀察者的腳下有雲霧。海市蜃樓的形成是由於大氣層中空氣的密度不同，當光線經過時會發生折射，甚至全反射，於是，遠處的景物就顯示在空中或地面，從而造成奇幻異景。這種現象常常發生在海邊和沙漠地帶。

將光影關係原理應用於人民生活中，便產生中國歷史上有名的皮影戲。皮影戲在中國起源於漢代。讓燈光照射於熒幕，將木偶一類物體在燈前舞動，其陰影就投在熒幕上。真正的影戲大概始於唐宋年間。它是漢代方士齊少翁影戲法發展的結果。只要讓「影人」或「影物」像木偶一樣地表演動作，那麼熒幕上就能出現栩栩如生的影子。