Un raggio di luce è un elemento fondamentale nell'ottica geometrica. È un costrutto ipotetico che, da qualsiasi punto dello spazio, indica la propagazione della luce. Il concetto che la luce viaggia in linea retta ha portato allo sviluppo del concetto di raggio di luce.
Nei mezzi uniformi, i raggi luminosi viaggiano in linea retta. La luce emessa da una piccola sorgente localizzata è rappresentata da una collezione di raggi luminosi che puntano radialmente verso l'esterno da una sorgente puntiforme idealizzata. Una collezione di raggi di luce paralleli, come la luce di una stella lontana e la luce di un laser, viene utilizzata per rappresentare la luce che scorre con intensità uniforme nello spazio.
