光腦是由光導纖維與各種光學元件製成的計算機。它不像普通電腦靠電子在線路中的流動來處理信息，而是靠一小束低功率激光進入由反射鏡和透鏡組成的光回路來進行“思維”的，但同樣具有存儲、運算和控製等功能。
計算機的“本領”大小，主要決定於兩個因素：一是計算機部件的運行速度；二是它們的排列緊密程度。從這兩方麵看，光比電優越得多。光子是宇宙中速度最快的東西，每秒達30萬公裏。電子就不行，它在半導體內的運動速度約每秒60—500公裏，最快也不到光速的十分之一。另外，超大型集成電路中，一些片狀器件的線腳已達300多隻，排列密度受到限製。而光束可以相互穿越，互不幹擾，這使得科學家能夠在極小的空間內開辟很多的信息通道。例如，貝爾實驗室的光學轉換器就可以做得很小，以致在不到2毫米直徑的器件中，可裝入2000多個通道。
從理論上講，光腦的運算速度比現代的電腦還要快上千倍；其次，光腦器件還有信息量大的優點，一束光可以同時傳送數以千計的通道的信息。然而，光腦的製造在理論上和技術上還有許多問題沒有解決。作為第一步，科學家利用光腦驅動能量小的特點，把電子轉換器同光結合起來，製造一種光與電“雜交”的計算機。關於光腦,人們對它也許還很陌生,但製造光腦的嚐試,科學界早在上個世紀50年代就開始了,直到80年代後期可以說才有了決定意義的突破.上世紀90年代中期,世界上第一台光腦已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、意大利的70多位不同國籍的科學家研製成功.
多數人對電腦的深入原理並沒有太深了解，但是當家裏的電腦使用時間比較長，或者天氣較熱的情況
下，機箱中往往就會傳來刺耳的噪音。其實讓你感到刺耳的噪音也同樣在煩惱著計算機科學家們。因為在電腦中，計算機速度越快、效率越高，熱量產生越大。高溫會阻礙電子元件的工作效率，所以熱量的問題就成為“電”腦速度提高的一個無法逾越的障礙。
“光”是解決這個問題的好辦法。首先光是冷的，如果在電腦裏用“光”而不是電來傳遞信息，那麼散熱的問題就會迎刃而解。同時，使用過寬帶上網的人也有體會，接入光纖的寬帶遠遠比接入其他線路的寬帶速度要[1]快得多，這也是因為光的速度可以達到每秒鍾30萬公裏，遠遠比電快。如果使用的是光腦，那麼本身就會比電腦快上許多倍。
在我們今天使用的電腦不同，流通在電路中的是“電”，通過元件對電流“開”和“關”的控製來表達複雜的信息。而在光腦中取而代之的則是用光來傳遞信號，光的“明”和“暗”則可以代表信息的傳遞。當然，首先你必須使得芯片可以發光，而芯片所采用的材料主要是矽，所以科學家們需要得到的是一束矽激光。