ทัศนศาสตร์เชิงฟิสิกส์ (physical optics) หรือ ทัศนศาสตร์คลื่น (wave optics) เป็นสาขาหนึ่งของทัศนศาสตร์ในวิชาฟิสิกส์ และเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ต่าง ๆ เช่น การแทรกสอด การเลี้ยวเบน และ โพลาไรเซชัน ซึ่งไม่สามารถใช้การอธิบายในทางทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตได้ อย่างไรก็ตาม มักจะไม่รวมถึงปรากฏการณ์ที่จัดอยู่ในหมวดหมู่ของทฤษฎีอาพันธ์ เช่น สัญญาณรบกวนเชิงควอนตัม และ การสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง