Optički inženjer istražuje i razvija nove tehnologije vezane uz znanost o svjetlosti. Većina stručnjaka radi u vrlo sofisticiranim laboratorijima fizike, proučavajući ponašanje svjetlosti i uviđajući kako se njime može manipulirati kako bi se poboljšali elektronički sustavi i oprema. Između ostalih tehnologija, optički inženjer može raditi s mikroskopima, računalnim čipovima, telekomunikacijskim linijama ili potrošačkom elektronikom.
Optički inženjeri moraju biti blisko upoznati sa svojstvima svjetlosti i optike. Stručnjaci razumiju matematiku i fiziku iza kretanja svjetlosnih valova, prijenosa, generiranja, loma i detekcije. Poznavanje kemije i elektriciteta također je važno za proučavanje svjetlosnih reakcija u različitim vrstama medija. Inženjer s vrlo jakim znanstvenim iskustvom može brzo raditi i dizajnirati eksperimente koji će vjerojatno biti uspješni.
Optički inženjer u istraživačkom i razvojnom postrojenju obično radi zajedno s timom drugih inženjera i tehničara. Članovi tima stvaraju vrlo detaljne sheme koje ocrtavaju veličinu, oblik i funkciju svih mehaničkih dijelova u komadu opreme. Oni također prate kretanje i intenzitet svjetlosti, struje i drugih oblika energije kroz hipotetski sustav. Nakon što je tim siguran u sheme, prototipovi se mogu izraditi i testirati. Nadzorni inženjeri pregledavaju rad tima, razmatraju troškove i odobravaju uspješne tehnologije za masovnu proizvodnju.
Mnoge različite industrije zapošljavaju optičke inženjere. Profesionalci u tvrtkama za potrošačku elektroniku dizajniraju televizore, mobilne telefone, stereo uređaje, DVD playere i mnoge druge proizvode. Optički inženjer također može raditi za proizvođača računalnog hardvera, izrađujući miševe, monitore i matične ploče osjetljive na svjetlost. Tvrtke za medicinsku opremu oslanjaju se na inženjere za razvoj novih dijagnostičkih alata i opreme za probir.
Područje inženjerstva optike stalno se mijenja. Dostupne tehnologije i znanstvena otkrića u svezi s principima svjetlosti neprestano napreduju. Inženjeri su u tijeku s najnovijim inovacijama čitajući znanstvene časopise i redovito pohađajući seminare.
Magisterij je obično minimalni uvjet da postanete optički inženjer u proizvodnom pogonu ili laboratoriju za istraživanje i razvoj. Napredni studij fizike, strojarstva ili elektrotehnike može pripremiti osobu za karijeru u tom području. Za obavljanje nadzornog mjesta ili provođenje individualnog istraživanja može biti potreban doktorat optike i nekoliko godina poslijedoktorskog znanstvenog usavršavanja. Stručnjaci koji steknu praktično iskustvo mogu dobiti certifikat ili licencu polaganjem službenih pismenih ispita. Uz odgovarajuću obuku i vjerodajnice, mogućnosti napredovanja su obično obilne.