Newton uuris ka optikat. Ta avastas valguse dispersiooni , lahutades valge valguse prisma abil spektriks, põhjendas pikksilma kromaatilise aberratsiooni, uuris valguse difraktsiooni ja interferentsi ning eeldas valguse polarisatsiooni olemasolu. Avaldas korpuskulaarteooria, millele tuginedes konstrueeris kaks peegelteleskoopi.