Fotoniikka on laaja tutkimusala, johon kuuluu valon tutkiminen ja soveltaminen kaikissa sen monissa muodoissa. Kenttä ei ole kiinnostunut vain näkyvän valon spektristä; ultravioletti- ja infrapunavalo ovat myös erittäin tärkeitä. Fotoniikan alalla alun perin oli tarkoitus soveltaa valoa tehtäviin, joita aiemmin ei voitu ratkaista vain elektroniikan avulla, kuten tietoliikenne. Nykyaikainen kenttä pyrkii jatkamaan tätä pyrkimystä ja laajentamaan sitä etsimällä mitä tahansa valon sovelluksia. Fotoniikka perustuu useille muille aloille, kuten kvanttielektroniikalle ja nykyaikaiselle optiikalle.
Valolla ja sen käyttäytymisellä on monia näkökohtia, jotka ovat tärkeitä fotoniikkaa tieteellisiin tai teollisiin tarkoituksiin opiskeleville. Esimerkiksi valonläpäisy on tärkeää, koska tiedonsiirto kaukaisiin paikkoihin ja sieltä on tarpeen tehokkaasti ja luotettavasti. Tähän tarkoitukseen käytetään usein valokuitukaapeleita. Valon emissio ja vahvistaminen ovat myös tärkeitä tehokkaiden signaalien tuottamisessa ja käsittelyssä.
Valon tunnistaminen on erityisen tärkeää fotoniikassa, koska kokeisiin ja testeihin liittyvä valo on usein kvantitatiivisesti määritettävä eikä välttämättä edes näy. Jotkut valonilmaisimet ovat luonteeltaan kemiallisia; esimerkiksi tietyn taajuuden tai voimakkuuden valo voi aiheuttaa tietyn kemiallisen vaikutuksen. Muut ilmaisimet toimivat kuin lämpömittarit ja reagoivat tulevan valon tuottamaan lämpöön.
Fotoniikan alaa käytetään monilla eri toimialoilla kulutuselektroniikasta robotiikkaan. Viivakoodiskannerit ja DVD-lukijat ovat molemmat valopohjaisia tekniikoita. Lääketieteessä laserin muodossa olevaa valoa käytetään myös näön korjaamiseen ja tatuoinnin poistamiseen. Sotilaallisiin sovelluksiin kuuluu infrapunavalon havaitseminen lämmönlähteiden paljastamiseksi pimeässä. Joitakin fotoniikan sovelluksia käytetään täysin viihteeksi; Näitä ovat laser -esitykset ja holografinen taide.
Laaja valikoima kaupallisia, teollisia ja sotilaallisia sovelluksia fotoniikan alalla varmistaa, että se on yleensä hyvin rahoitettu ja kukoistava tieteellisen tutkimuksen alue. Valon tutkimisessa ja soveltamisessa on monia puolia, joten valon käyttäytymiseen ja käyttöön liittyy monia eri näkökohtia, joita voidaan tutkia milloin tahansa. Yksi yleinen tutkimusala on modulaatio, tapa, jolla tieto voidaan koodata valoon. Yksinkertaisin tapa moduloida on yksittäisen valonlähteen kytkeminen päälle ja pois tietyn koodin, kuten Morse -koodin, mukaisesti. Muut modulointimenetelmät, kuten ortogonaalinen taajuusjakoinen multipleksointi, pyrkivät käyttämään eri valonlähteiden eri ominaisuuksia, kuten taajuutta, monimutkaisempien ja tehokkaampien signaalien lähettämiseen.