根据光的电磁理论，光束在传播过程中在界面处会发生反射和透射（折射）。如果在界面上镀有膜层或膜系，根据光波干涉原理，其反射光束和透射光束的强度、光谱分布、偏振状态以及相位状态都将发生改变。

光学薄膜中各个膜层厚度的范围大约在工作波长数量级。

光学薄膜的性能评价通常包括光学性能、力学性能、化学稳定性能、环境耐受性能以及光损伤耐受性能等诸多方面。

光学薄膜随应用的不同而包括很多种类：

①减反射膜。

②反射膜。在光学系统中，反射镜用来改变光束的方向。在基片上镀制适当的反射膜，就构成完整的反射镜。反射膜的光学性能参数是工作光谱波段的反射率，通常希望反射率尽可能高。常用的金属反射膜包括铝膜、银膜及金膜，分别适用于紫外波段、可见及近红外波段、红外波段。还可在金属膜层表面镀制介质增强膜，既可提高反射率，还能改善膜层强度。在激光系统中，由于金属膜容易受到损伤且不能给出更高的反射率，所以需要使用全介质高反射膜系。在激光陀螺的光学系统中，全介质反射膜的反射率高达99.999%；在高能激光系统中，膜层的能量损伤阈值高于40焦/厘米²。

③带通滤光片。见干涉滤光片。

④干涉截止滤光片。包括截止较短的波段范围同时透射较长波段范围的长波通滤光片和截止较长波段范围同时透射较短波段范围的短波通滤光片。光学性能参数包括截止带的波段范围及其透射率或光学密度、透射带的波段范围及其通带的平均透射率。性能优异的干涉截止滤光片，通带透射率可达到98%以上。

⑤二向分色膜。通常工作于特定的入射角度诸如45°，将入射光束分解为反射光束和透射光束，分别含有不同的光谱成分，即按光谱成分进行分光。光学性能参数包括反射光的波段范围及其反射率、透射光的波段范围及其透射率。

⑥二向分光膜。通常工作于特定的入射角度诸如45°，将入射光束中性分解为反射光束和透射光束，即两者的光谱成分基本一致，光强度亦基本一致。二向分光膜的光学性能参数包括反射光的波段范围及反射率、透射光的波段范围及透射率。必要时需考虑反射光及透射光的偏振状态。

⑦偏振分光膜。如果将偏振分光膜镀制在一个直角棱镜的斜面上，再将另一个尺寸相同的直角棱镜与之胶合，合成一个正方体，就构成偏振分光棱镜，此时光轴的入射角为45°。该棱镜可将入射的自然光分解为垂直分量（s光）的反射光和平行分量（p光）的透射光，从而实现按偏振态的分光，其工作光谱宽度通常可达可见区。如果入射光是自然光，偏振分光棱镜也可以用作反射光与透射光强度相等的分光器。另外，还有一种在平板基片上的偏振分光膜，利用在布儒斯特入射角时（对于K9玻璃基片约为56.6°）p光完全透射，s光部分反射的原理，再镀制相应的分光膜，可实现p光高透射，s光高反射的技术要求。

⑧负滤光片。又称陷波滤光片。其功能是在工作光束中截止某些光谱波段，其余的短波和长波光谱波段都高效透射，其透射光谱特性曲线如同一个陷阱结构。光学性能参数包括截止带的光谱范围及其中心波长、截止带的最低透射率或光学密度（OD值）、截止带的半值宽度、透射带的光谱范围及透射率。

制造光学薄膜主要是在真空室中进行物理气相沉积，其中得到比较普遍应用的沉积技术，包括带有离子或等离子体辅助功能的热蒸发技术、磁控溅射技术及离子束溅射技术。还有一种低压反应离子镀技术。此外，溶胶-凝胶法化学镀膜技术也得到实际应用，使用印刷的方法制备光学薄膜也已经开始尝试。

对于多层膜系，还需要准确控制各个膜层的厚度，才能在各个工作光谱波段实现期望的光谱特性，从而使制备的膜系性能达到技术要求。