Η φωτονική είναι ένα ευρύ πεδίο μελέτης που περιλαμβάνει την έρευνα και την εφαρμογή του φωτός σε όλες τις πολλές μορφές του. Το πεδίο δεν ενδιαφέρεται μόνο για το φάσμα του ορατού φωτός. Το υπεριώδες φως και το υπέρυθρο φως είναι επίσης πολύ σημαντικά. Το πεδίο της φωτονικής αρχικά στόχευε στην εφαρμογή φωτός σε εργασίες που προηγουμένως μπορούσαν να επιλυθούν μόνο μέσω ηλεκτρονικών, όπως οι τηλεπικοινωνίες. Το σύγχρονο πεδίο επιδιώκει να συνεχίσει αυτή την προσπάθεια και να επεκταθεί σε αυτήν αναζητώντας οποιεσδήποτε και όλες τις εφαρμογές του φωτός. Η φωτονική αντλεί και συμβάλλει σε πολλά άλλα πεδία, όπως η κβαντική ηλεκτρονική και η σύγχρονη οπτική.
Υπάρχουν πολλές πτυχές του φωτός και της συμπεριφοράς του που είναι σημαντικές για όσους μελετούν τη φωτονική για επιστημονικούς ή βιομηχανικούς σκοπούς. Η μετάδοση φωτός, για παράδειγμα, είναι σημαντική λόγω της ανάγκης για αποτελεσματική και αξιόπιστη μετακίνηση δεδομένων προς και από απομακρυσμένες τοποθεσίες. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται συχνά καλώδια οπτικών ινών. Η εκπομπή φωτός και η ενίσχυση είναι επίσης σημαντικές για την παραγωγή και τον χειρισμό αποτελεσματικών σημάτων.
Η ανίχνευση φωτός είναι ιδιαίτερα σημαντική στη φωτονική, καθώς το φως που εμπλέκεται σε πειράματα και δοκιμές χρειάζεται συχνά να ποσοτικοποιηθεί και μπορεί να μην είναι καν ορατό. Ορισμένες συσκευές για την ανίχνευση φωτός είναι χημικής φύσης. για παράδειγμα, φως συγκεκριμένης συχνότητας ή έντασης μπορεί να προκαλέσει μια συγκεκριμένη χημική επίδραση. Άλλοι ανιχνευτές λειτουργούν σαν θερμόμετρα και ανταποκρίνονται στη θερμότητα που παρέχεται από το εισερχόμενο φως.
Ο τομέας της φωτονικής χρησιμοποιείται σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες, που κυμαίνονται από ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης έως ρομποτική. Οι σαρωτές γραμμικού κώδικα και οι συσκευές ανάγνωσης DVD είναι και οι δύο τεχνολογίες που βασίζονται στο φως, για παράδειγμα. Στην ιατρική, το φως με τη μορφή λέιζερ χρησιμοποιείται επίσης για τη διόρθωση της όρασης και την αφαίρεση τατουάζ. Οι στρατιωτικές εφαρμογές περιλαμβάνουν την ανίχνευση υπέρυθρου φωτός για την έκθεση των πηγών θερμότητας στο σκοτάδι. Ορισμένες εφαρμογές της φωτονικής χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για ψυχαγωγία. Αυτά περιλαμβάνουν εκπομπές λέιζερ και ολογραφική τέχνη.
Το ευρύ φάσμα εμπορικών, βιομηχανικών και στρατιωτικών εφαρμογών στον τομέα της φωτονικής διασφαλίζει ότι είναι γενικά ένας καλά χρηματοδοτούμενος και ακμάζων τομέας επιστημονικής έρευνας. Υπάρχουν πολλές πτυχές στη μελέτη και την εφαρμογή του φωτός, επομένως υπάρχουν πολλές διαφορετικές πτυχές της συμπεριφοράς και της χρήσης του φωτός που μπορούν να μελετηθούν ανά πάσα στιγμή. Ένα κοινό πεδίο μελέτης είναι η διαμόρφωση, ο τρόπος με τον οποίο οι πληροφορίες μπορούν να κωδικοποιηθούν σε φως. Η απλούστερη μέθοδος διαμόρφωσης είναι η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση μιας μοναδικής πηγής φωτός σύμφωνα με έναν καθορισμένο κωδικό, όπως ο κώδικας Μορς. Άλλες μέθοδοι διαμόρφωσης, όπως η ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας, επιδιώκουν να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές ποιότητες διαφορετικών πηγών φωτός, όπως η συχνότητα, για να στείλουν πιο περίπλοκα και πιο αποτελεσματικά σήματα.