小角近似），可以对几何光学做进一步简化，并对应于数学描述上的线性化。在近轴近似条件下，光学元件和系统可以通过简单的矩阵来表示。高斯光学以及近轴都是以近轴近似的基础进行发展，可以确定光学系统的一阶特性，例如找出成像位置、物体位置以及放大倍率的近似值等。高斯光束传播是近轴光学的扩展，它可以更为精确地描述相干传播（如激光光束）。即使仍然使用近轴近似，这一技术可以部分描述衍射，能够精确计算激光束随距离传播的速率以及其最小的汇聚尺寸。高斯光束传播理论因此可以沟通几何光学与物理光学。
物理光学.