光源より出た光をスクリーン上の十分に小さいピンホールを通した光線束を極限に細くしたものを光線と考えるが、実際には回折現象のために極限に細くすることはできない。均質な媒質中では、光線は波面に垂直である。
直進、反射、屈折の法則に従った光線追跡（レイトレーシング）で伝播方向が求められる。
太陽光線、レーザー光線などと、光の束を指していうこともある。拡散光線、平行光線もある。
英語では、rayだけでも光線を意味することが多いが、レイトレーシングでは電波なども対象となるため、特に区別する目的でray of lightと明記することもある。
