
La riflessione speculare consiste nella riflessione osservata quando un singolo raggio incidente che forma un angolo formula_1 con la normale produce un singolo raggio riflesso con angolo formula_2 rispetto alla normale con il verificarsi dell'uguaglianza formula_3, in accordo con la legge di riflessione. Raggio incidente, normale e raggio emergente giacciono sullo stesso piano.
In genere tutti i materiali sono in grado di riflettere specularmente la luce, purché sia possibile "lucidare" la loro superficie, cioè eliminarne tutte le irregolarità che siano confrontabili con lunghezza d'onda della luce (da 0,4 a 0,7 micrometri). Spontaneamente regolari, tra i materiali comuni, sono le superfici dei liquidi, che si dispongono con una superficie perfettamente piana, o comunque liscia, e il vetro, che in fondo è anch'esso un "liquido immobilizzato", perché la sua struttura amorfa fa sì che le molecole, libere dalle rigide geometrie dettate dalla struttura cristallina, durante la solidificazione possano seguire le tensioni superficiali, che invece impongono superfici microscopicamente lisce. Solo i metalli, però, possono riflettere con efficienza una parte sostanziale della luce che li colpisce: nei normali specchi il materiale riflettente, infatti, è alluminio o argento. Tutti gli altri materiali comuni, anche se "lucidati a specchio", riflettono solo piccole frazioni di luce, che dipendono dall'angolo di incidenza della luce, ma che in genere non superano il 5-10%. Tranne che in condizioni particolari, come nei prismi di vetro usati in "riflessione totale"; o in materiali complessi, appositamente strutturati, come la pelle argentea di molti pesci. 


In ottica geometrica, i raggi di luce definiscono idealmente il percorso compiuto dalla luce.
È possibile schematizzare la luce con dei raggi che si propagano in linea retta, quando essa viaggia in un mezzo omogeneo e la sua lunghezza d'onda è molto inferiore alle dimensioni degli oggetti con cui interagisce. Sotto tali ipotesi un raggio di luce è un sottilissimo fascio di luce rappresentato con una retta.
Alcuni fenomeni ottici, ad esempio quello dell'interferenza o della diffrazione, sono spiegati solo con un modello ondulatorio della luce. Tuttavia, questi fenomeni si manifestano quando la lunghezza d'onda della luce è confrontabile con la dimensione dell'oggetto che causa la diffrazione. Nel caso di oggetti macroscopici e di luce visibile, la lunghezza d'onda della luce è sempre molto minore rispetto alle dimensioni, e pertanto non si osservano fenomeni d'interferenza. Molti fenomeni possono essere, pertanto, studiati ricorrendo al modello dei raggi di luce.
Ad esempio, l'esperimento di Young della doppia fenditura non può certamente essere spiegato con dei raggi che si propagano in linea retta, perché in tale situazione le dimensioni della fenditura sono confrontabili con quelle della lunghezza d'onda, mentre altri fenomeni, come quello della riflessione o della rifrazione, sono descrivibili in termini di raggi.
