北京大学光学学科是国家重点学科和人工微结构和介观物理国家重点实验室的主要支撑学科。现代光学所以队伍建设为核心，以提高创新能力和服务国家重大需求为责任，以建设一流学科为目标，全面推进人才队伍、设备和基础建设，取得了显著成效，科研和教学实力大幅度提高, 在国内外的影响力日益增加，形成了具有国际竞争力的光学科研和教学重要基地。
本学科立足于自主创新和服务国家重大需求，在多年的科研基础上，凝练而形成了具有特色和优势的介观光学、飞秒科学与强场光物理、光子学新材料与器件、量子光学与原子分子物理四个研究方向。这四个研究方向均列为国家973项目，介观光学与新一代纳/微光子学器件（首席科学家：龚旗煌教授）、超强超短激光与强场超快科学中若干重大挑战性问题 （首席科学家：徐至展院士）和国家重大研究计划项目新型分子和受限小量子体系的制备、光电磁功能及其调控的研究（ 首席科学家：李焱教授） 的重要内容，并得到国家基金委创新群体项目飞秒光物理与介观光学和多项重点项目等的支持，形成了明显的特色和优势。在创新研究和服务国家需求两方面均做出重要贡献。围绕着研究方向，建设了一支梯队结构合理、具有重大科技攻关能力的研究团队，青年人才迅速成长。拥有国家基金委数理学部光学学科创新群体和首批长江特聘教授岗位。现有中科院院士（兼职）1人，教授8人，其中长江特聘教授1人，国家973项目和国家重大研究计划项目首席科学家2人。博士生导师13人。
现代光学研究所注重国内外合作，以国家重点实验室等基地为依托，与多学科交叉融合，涌现新的生长点。与中科院成立联合研究中心，实质性开展了强强合作和资源共享。积极开展与国际重要学术机构合作研究。学科成员当选美国光学学会（OSA）和英国物理学会（IoP） Fellow,担任Optics Letters、Chemical Physics Letters等国内外重要杂志编委、副主编和Nanophotonics国际会议等学术会议主席和委员等职。本学科已成为国内外学术交流最重要中心之一。
现代光学研究所拥有本科生科研基地，本科生科研取得很好的成果。具备了完善的研究生培养体系，培养的研究生获得多项科研奖励，现在他们活跃在国内外各个大学、研究所和企业。
主要究方向：介观光学与微纳光子器件、飞秒科学与强场光物理、光电功能材料与器件、量子光学与原子分子物理。
1．介观光学与微纳光子学
主要研究内容包括：光波长及亚波长尺度光物理，揭示光与纳米结构的相互作用机理，实现纳/微尺度光子学器件和集成光回路；以表面等离子体、高品质光学微腔和光子晶体等介观结构为载体，研究微纳光学与光子学、生物医学光子学、非线性光学与量子光学，实现新型的微纳光子学器件，包括超低阈值激光器、高灵敏度传感器和超快全光开关等；开展近场光学技术及物理研究，实现近场光学与飞秒超快光谱的结合。
2．飞秒科学与强场光物理
主要研究内容包括：飞秒超快光谱研究超快光物理、光化学和光生物过程，飞秒激光与透明电介质相互作用及其对光的调制和对介质的操控，飞秒激光纳微加工，超快光学光子学元器件制备。研究飞秒激光与物质相互作用时出现的各种非线性光学现象，探索其在光学、凝聚态物理和材料科学研究中的应用。
3．光电功能材料与器件
主要研究内容包括：开展有机太阳能电池、有机电致发光、场效应管等材料、结构与器件研究，揭示其物理机理，探索器件制备和性能改善的有效方法，如介观光学结构在光电器件中的应用等等。
4．量子光学与原子分子物理
主要研究内容包括：以量子物理学为基础，研究单量子水平下光与物质的相干相互作用，实现高保真度。研究原子分子在飞秒或（和）阿秒激光脉冲作用下的动力学过程，探讨激光场对原子分子动力学行为跟踪和量子操纵。
