1704年，牛顿著成《光学》，其中他详述了光的粒子理论。他认为光是由非常微小的微粒组成的，而普通物质是由较粗微粒组成，并推测如果通过某种炼金术的转化：“难道物质和光不能互相转变吗？物质不可能由进入其结构中的光粒子得到主要的动力吗？”牛顿的这个Scientific询价正是现代科学的正统观念。

牛顿在光学研究的主要贡献：

1. 推导出了近轴光学成像公式，即牛顿公式，解决了经透镜成像的物象位置关系。

2. 将太阳光射入三棱镜，出射光呈现出七彩色，由此发现了白光是由各种不同颜色的光组成，进而精确地说明了光的色散。

3. 牛顿认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的（但可用具有不同折射率的玻璃组成的透镜组消除色散），就设计和制造了反射望远镜。

4. 将平行光射入放在平板上的半圆透镜，可观察到明暗相间的条纹，即牛顿环。

5. 牛顿提出光的微粒说。