光计算机就是靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中，对信息进行处理。也就是说，光计算机，就是利用光作为载体进行信息处理的计算机。
由于光计算机有很多优点，因此许多国家正斥资进行这方面的研究。
首先，光计算机运算速度快。从理论上讲，电子（电荷）计算机中的电子运动速度，理想情况下是光速。但是，电子计算机中的半导体集成电路在执行开关操作时，电子要受到杂质原子的阻挡，而且电子穿越晶体管时要克服一种叫“势垒”的阻挡，它的运动速度就会受到影响。电荷在硅元件内的运动速度是60千米/秒，在砷化镓材料内的运动速度也只有500千米/秒，电子在固体内的运动速度最高也只是光速的10%，光速是3000000千米/秒。目前计算机所用晶体管改变开关状态的时间一般需要0.4×10-9秒，而光开关装置则为10-12秒，也就是光开关每秒可进行10000亿次逻辑动作，真可谓是神速。
其次，实现并行处理信息非常容易。光计算机中利用反射镜、棱镜、分光镜等，可使光柱按任意方向传送。光信息在发生交叉时也不会受到干扰。光在空间可以实现并行传递，可以实现几十万条光同时传递。一块直径有5分硬币大小的棱镜，通过信息的能力是现在全世界电话电缆线的许多倍。
还有，光计算机不发热，噪声小。电子计算机中电子流动，会产生热量，而且当工作频率超过100赫以上时会形成驻波，再加反射信号的影响，形成电磁干扰。光子不会碰撞，不会产生热量，因此噪音干扰也就很小。
目前正在研究开发的光计算机，有的是时序数字运算方式（电子计算机中相应元件改用光学元件，其他不变），有的是并联模拟运算方式（利用光器件进行图像的相关运算，精度很低），有的是并联数字运算方式（实现“与”、“或”、“非”逻辑运算及数值运算）。
1986年，美国贝尔电话电信公司的密勒发明砷化镓光开关。1990年该公司向世界宣布制成第一台光信息处理器的试验模型。90年代中期，英国、法国、比利时、德国、意大利等国家的70多名科学家研制成功世界上第一台光计算机，运算速度比电子计算机快1000倍。
光计算机的许多关键技术，如光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等，都已获得了突破。但是，光计算机的技术还处在中级阶段，不够成熟，另外它的造价要比电子计算机昂贵，而电子计算机应用和发展还正在旺盛时期，因此，科学家们预计，光计算机进入实用阶段还需一段时间。