光学軸 (こうがくじく、Optical axis) は、光学異方性である複屈折結晶において、光を入射しても光が分かれない方向のことである。 光軸とも呼ばれる。簡単に説明すると、下の写真において、方解石を通すと文字が二重に見えてしまうが二重に見えなくなる方向があり、それを光学軸と呼ぶ。
光学軸は、光学異方性の複屈折結晶において、屈折率が一定になり、偏光していない光を入射しても複屈折が発生せず通常光線と異常光線が一致する（もしくは、ずれが最小となる）方向のことである。
光学軸は結晶の構造から決定される。光学軸は一軸性結晶（単軸結晶）では1方向であり、二軸性結晶（双軸結晶）では2方向となる。
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