光计算机是由光子元件构成的，利用光信号进行运算、传输、存储和信息处理的计算机。光计算机的运算器件、记忆器件和存储设备的工作都是用光学方法来实现的，也就是利用光子代替电子传递信息的计算机。光计算机具有电子计算机的全部功能。但由于光子以每秒30万公里的速度平行传播，是电子运行速度的300倍，所以，光计算机与电子计算机相比，具有以下几个突出特点：
光计算机具有NXN的并行处理能力。光的平行传播性，可以保证成千上万条光同时穿越一块光子元件的不同通道而不会互相干扰。
光计算机计算精度高，运算速度极快。比现行电子计算机运算速度快一千倍。
光的信息携带能力强。光通道携带的信息比电通道多2乘104倍，光子存储器能够快速和并行存取数据。
光计算机按工作原理可分为模拟式和数字式两种。模拟式是利用光学图像的二维性直接进行运算，而数字式完全采用电子计算机的技术结构，只是用光子逻辑元件取代电子逻辑元件。在20世纪80年代欧洲就开始研制光计算机，据悉，1984年5月欧洲八所大学联合研制成了世界上第一台光计算机。90年代初美国也研制出了光计算机的模型机。目前，单元的光学逻辑器件、光开关器件、光存储器件已经问世；作为光计算机的外部存储设备的光盘技术已相当成熟。21世纪光计算机的应用将会成为现实。