Fotonika je široko polje studija koje uključuje istraživanje i primjenu svjetlosti u svim njezinim brojnim oblicima. Polje ne zanima samo spektar vidljive svjetlosti; ultraljubičasto i infracrveno svjetlo također su vrlo važne. Područje fotonike izvorno je bilo usmjereno na primjenu svjetlosti na zadatke koji su se prije mogli rješavati samo putem elektronike, poput telekomunikacija. Suvremeno polje nastoji nastaviti s tim nastojanjem i proširiti ga tražeći bilo koju primjenu svjetlosti. Fotonika crpi i doprinosi nekoliko drugih područja, kao što su kvantna elektronika i moderna optika.
Postoje mnogi aspekti svjetlosti i njezina ponašanja koji su važni onima koji proučavaju fotoniku u znanstvene ili industrijske svrhe. Prijenos svjetla, na primjer, važan je zbog potrebe za učinkovitim i pouzdanim prijenosom podataka na i s udaljenih lokacija. U tu svrhu često se koriste optički kabeli. Emisija svjetlosti i pojačanje također su važni za proizvodnju i manipulaciju učinkovitih signala.
Osjet svjetlosti posebno je važan u fotonici, jer svjetlost uključena u eksperimente i testove često treba kvantificirati, a možda čak i nije vidljiva. Neki uređaji za detekciju svjetlosti su kemijske prirode; na primjer, svjetlost određene frekvencije ili intenziteta može izazvati specifičan kemijski učinak. Drugi detektori djeluju poput termometara i reagiraju na toplinu koju dovodi dolazno svjetlo.
Područje fotonike koristi se u mnogim različitim industrijama, od potrošačke elektronike do robotike. Na primjer, skeneri bar kodova i DVD čitači su tehnologije koje se temelje na svjetlu. U medicini se svjetlo u obliku lasera koristi za korekciju vida i uklanjanje tetovaža. Vojne primjene uključuju detekciju infracrvenog svjetla za izlaganje izvora topline u mraku. Neke primjene fotonike u potpunosti se koriste za zabavu; to uključuje laserske emisije i holografsku umjetnost.
Širok raspon komercijalnih, industrijskih i vojnih primjena u području fotonike osigurava da je to općenito dobro financirano i uspješno područje znanstvenog istraživanja. Postoji mnogo aspekata proučavanja i primjene svjetla, tako da postoji mnogo različitih aspekata ponašanja i korištenja svjetla koji se mogu proučavati u bilo kojem trenutku. Jedno zajedničko područje proučavanja je modulacija, način na koji se informacije mogu kodirati u svjetlo. Najjednostavniji način modulacije je uključivanje i isključivanje jednog izvora svjetlosti prema određenom kodu, kao što je Morseov kod. Druge metode modulacije, kao što je ortogonalno multipleksiranje s frekvencijskom podjelom, nastoje koristiti različite kvalitete različitih izvora svjetlosti, kao što je frekvencija, za slanje složenijih i učinkovitijih signala.