แกนเชิงแสง (optical axis) เป็นเส้นจินตภาพในระบบทางทัศนศาสตร์ ที่กำหนด (โดยการประมาณอันดับแรก) ว่าแสงจะผ่านระบบเชิงแสงอย่างไร ถ้าหากลำแสงเข้าไปในระบบโดยผ่านแกนเชิงแสง ลำแสงนั้นจะอยู่บนแกนเชิงแสงไปตลอดจนออกจากระบบหากระบบเชิงแสงมีสมมาตรแบบหมุน เช่น เลนส์ถ่ายภาพ หรือ กล้องจุลทรรศน์ โดยทั่วไป แกนเชิงแสงจะเป็นศูนย์กลางของการหมุนของระบบเชิงแสง และถ้าระบบเชิงแสงประกอบด้วย เลนส์ ธรรมดาและ กระจกเงา แกนเชิงแสงจะผ่านจุดศูนย์กลางของความโค้งของแต่ละระนาบ เช่น จุดโฟกัส โดยทั่วไป แกนเชิงแสงจะตรงกับจุดศูนย์กลางเชิงกลของระบบ แต่มีข้อยกเว้น เช่น ในระบบเชิงแสงห่างแกนหากมุมระหว่างลำแสงและแกนลำแสงมีขนาดเล็กมาก และลำแสงอยู่ใกล้กับแกนของระบบเชิงแสง ก็สามารถคำนวณได้โดยการประมาณแบบใกล้แกนในทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต ซึ่งจะทำให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ง่ายขึ้นในใยแก้วนำแสง แกนเชิงแสงจะตรงกับ แกนเส้นใย (fiber core)