光学仪器可以是处理光波以增强图像的观赏；或是分析光波（或光子），已确定若干或某一种特征与属性。最早出现的光学仪器是用于放大远距离图像的望远镜，和用于放大非常微小影像的显微镜。自伽利略和虎克以来，这些仪器已经大为改进，并扩展到电磁频谱的其它部分。双筒望远镜的设备是可以调整，并能让两眼同时观看的精密仪器。照相机可以被认为是一种光学仪器，例如，针孔相机和暗箱是最简单的这种设备。另一类光学仪器用于分析光或光学材料的特性。它们包括：DNA排序器（英语：DNA sequencer）也可以视为光学仪器。因为它们分析特定核苷酸DNA链发射的光强度和"颜色"。表面等离子共振仪：使用折射来测量和分析生物分子之间的相互作用。