光學薄膜是由薄的分層介質構成的，通過界面傳播光束的一類光學介質材料。它們通常被鍍在光學零件的表面上，可以是金屬膜、介質膜或這兩類膜的組合。光學薄膜的主要功能包括改變光波的傳輸特性，如減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等。這些薄膜可以賦予光學元件各種使用性能，在實現光學儀器的功能和影響光學儀器的質量方面起着重要的或者決定性的作用。
光學薄膜的應用領域廣泛，包括激光系統、光通信、光顯示、光儲存等，幾乎涵蓋了光學系統的各個方面。它們是現代光學儀器和各種光學器件的重要組成部分，通過在各種光學材料的表面鍍制一層或多層薄膜，利用光的干涉效應來改變透射光或反射光的光強、偏振狀態和相位變化。光學薄膜的厚度可以從幾個納米到幾十、上百個微米，且通常具有良好的牢固性和光學穩定性，成本較低，幾乎不增加材料的體積和重量。