光学工程（英语：optical engineering）是指把光学理论应用到实际应用的一类工程学。光学工程涉及光学仪器，例如镜头、显微镜和望远镜，也包括其他利用光学性质的设备。此外，光学工程还研究光传感器及相关测量系统，激光、光纤通信和光碟（例如CD、DVD）等。
因为光学工程设计及开发的元件需要利用光来达到特定目的，因此光学工程需要了解光的本质，知道在实验室可以达到的极限。而实务上也需要考虑可用技术、材料、成本及设计方法等。光学工程和其他工程领域类似，也会用电脑来辅助设计过程。可能配合仪器使用、用做光学模拟、光学系统设计及其他应用中。工程师也常会使用试算表及编程语言等工具，当然光学工程师也常会使用针对光学设计的工具或套装软件。
光学工程计量学会利用光学方式进行量测，用像激光散斑干涉仪仪器量测微振动，或是用量测折射的仪器量测不同物体的特性。
