关于光的本质是什么，有持续了300年的波动和微粒之争。
光学和力学一样，是一门古老的学科，古希腊的自然哲学家们就十分关注光这种现象。那时，主要讨论的是关于光的本性的思辩和经验上光的传播方式。欧几里得论述了光的直线传播和反射定律。在公元2世纪，托勒密浓度依靠经验发现折射规律。不过，正确的折射定律直到17世纪才由荷兰的斯涅尔和法国的笛卡儿建立。也就是从那个时候起，人们开始了对光的科学研究。
光的色散现象的发现，是近代物理光学研究中第一个重要的成果。该项工作是由近代的科学巨人牛顿作出的。在牛顿之前，近代科学巨匠开普勒、伽利略、笛卡儿等人都对光学有过研究，也取得了不少成就，牛顿也从他们的蓍作中学到了很多关于光的知识，但是，正如牛顿后来所说：“我不准备用假说来解释光的属性，而是用理智和实验来提出和证明它们。”
关于光的颜色，早在公元前就有人做过猜测，把虹的光色和玻璃片的边缘形成颜色联系起来。但从亚里士多德以来到笛卡儿都认为白光是纯洁的、均匀的，白色是光的本质，而色光只是光的变种。
与前人不同的是，在光的颜色问题上，牛顿做了大量的实验。1666年，他购得一块玻璃三棱镜，开始研究色散现象。
牛顿看到墙上有彩色的光带，光带之长数倍于原来的白光点，他意识到这些彩色就是组成白色太阳光的原始光色。后来，牛顿又做了大量实验，证明了这一点。牛顿得出结论：“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非均匀的混合体。”这就是牛顿的光色理论。组成白光的彩色光有七种：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。牛顿进一步得出结论，物质的色彩是由不同颜色的光在不同物体上有不同的折射率造成的。牛顿的光的色散理论，为一个半世纪后夫琅和费创立光谱学奠定了基础。
光的色散现象发现后，牛顿开始了对光的本质的研究。起初，牛顿也曾认为光是一种波，因为这样能轻易地解释两束光交叉通过时不受干扰的现象。然而，随后牛顿便对光是波的认识发生了怀疑，因为光若真的是波，那么光为什么会直线传播？牛顿看到用光是波的结论无法解释这一基本事实时，便提出了光的本质的微粒说。结果，他成功地解释了光作直线传播、光能投下清晰的影子、光的反射等现象。
然而，牛顿光的微粒说的提出却引起了一场持续300年的大论战，即科学史上著名的光的微粒说与波动说之争。波动说以笛卡儿、胡克、惠更斯为代表，微粒说以牛顿为代表。
波动说最早的倡导者是意大利物理学家格里马第。格里马第从一部分光叠加到另一部分光上，会导致照度的减弱现象出发，想象光是一种能够做波浪式动作的流体，它以极快的速度传播，不同的颜色是波动频率不同的结果。1665年，胡克更进一步明确提出了波动理论。波动说的集大成者是惠更斯。他认为，空间的以太是无所不在的，他把以太作为振动的媒质，把媒质的每一个点都看成一个中心，在中心的周围形成一个波。惠更斯成功地用这个物理图像来解释光的反射、折射，还以此来研究冰川石的双折射。
由于牛顿在科学界的威望，以及光波动说本身还不完善，在19世纪以前，牛顿的微粒说占优势。
19世纪初，由于英国科学家托马斯·杨那个著名的“双缝干涉实验”，以及其他人的一系列努力，使得光的波动说得到复兴。托马斯·杨最可贵的地方在于他不因牛顿的名望和权威而迷信牛顿。他从事实出发敢于对牛顿的微粒说提出异议。
他曾说：“尽管我们仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是百无一失的，我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”
托马斯·杨在1800年发表了题为《关于声学和光学方面的实验和问题》的著名论文。他指出，光如同声音一样，是一种振动，这种振动是靠充满字宙整个空间的以太传播的。
这样，波动说在19世纪初取得了胜利。特别是到了1864年，麦克斯韦仔细研究了光波，指出光是一种波长很短的电磁波，它与其他电磁波没有本质上的区别，只是波长不一样。从而完成了一次人类对光认识的飞跃，使光作为一种波动被确定下来，并使光的微粒说在一段时间里沉寂了下来。
但光的波动和微粒之争并没就此结束。20世纪初，发生物理学革命。光的微粒说以爱因斯坦提出的光粒子的形式，在沉寂一个世纪后获得新生。不过光的波动性并没失效。现代量子力学认为光是波动性和粒子性的统一，具有波粒二象性，至此人们才获得了对光本质的正确认识。