Uno dei più antichi strumenti ottici è lo specchio in cui le immagini degli oggetti sono ottenute per riflessione. La sua superficie, accuratamente levigata, riflette pressoché integralmente la luce incidente su di essa. Spesso si tratta della superficie di un vetro su cui è stato depositato un sottile strato d'argento, ma non si dimentichi che soprattutto nell'antichità gli specchi erano fatti integralmente di metallo opportunamente lavorato.

La caratteristica peculiare di questo oggetto ottico deriva dal forte grado di levigatezza della sua superficie riflettente. Essa deve essere tale che a ogni raggio incidente corrisponda un solo raggio riflesso e precisamente quello per cui l'angolo di riflessione è uguale a quello d'incidenza. Un'analisi quantitativa dimostra che ciò avviene solo se le asperità della superficie hanno dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda del raggio incidente. Poiché le lunghezze d'onda della luce visibile sono estremamente piccole, la maggior parte degli oggetti non presenta in confronto una superficie cosiddetta levigata o tirata a "specchio", ma "ruvida" il cui effetto è quello di diffondere ogni singolo raggio di luce che vi venga in contatto. Ciò significa che ad ogni raggio incidente ne corrispondono infiniti riflessi e rimandati indietro dalla superficie del corpo lungo tutte le direzioni.

Gli specchi parabolici, cioè ottenuti facendo ruotare intorno al suo asse una parabola (paraboloide di rotazione), servono sia per concentrare un fascio di raggi paralleli su una regione praticamente puntiforme che per trasformare i raggi emessi da una piccola sorgente in un fascio di raggi paralleli e ciò perché la parabola ha la seguente proprietà: in un qualsiasi punto P di una parabola la normale per esso biseca l'angolo tra la retta parallela all'asse per P e la congiungente il suo fuoco sempre con P.

Ne segue dunque che un qualsiasi raggio parallelo all'asse viene riflesso dalla superficie dello specchio esattamente nel fuoco B del paraboloide e viceversa ogni raggio con sorgente nel fuoco viene riflesso parallelamente all'asse ottico dello specchio. Una cosa simile si verifica anche per uno specchio sferico (cioè ottenuto dalla rotazione di un arco di cerchio), ma solo per i raggi molto vicini all'asse.