Promień światła jest podstawowym elementem optyki geometrycznej. Jest to hipotetyczna konstrukcja, która z dowolnego punktu w przestrzeni wskazuje na propagację światła. Koncepcja, że światło podróżuje liniami prostymi, doprowadziła do opracowania koncepcji promienia świetlnego.
W jednolitych mediach promienie świetlne przemieszczają się w linii prostej. Światło emitowane z małego, zlokalizowanego źródła jest reprezentowane przez zbiór promieni świetlnych, które skierowane są promieniowo na zewnątrz od wyidealizowanego źródła punktu. Kolekcja równoległych promieni świetlnych, takich jak światło odległej gwiazdy i światło lasera, służy do przedstawienia światła przepływającego z równomierną intensywnością w przestrzeni.
