Il termine penna luminosa ha diversi significati. Innanzitutto, si riferisce a una penna illuminata a batteria che ha una lampada a LED nella punta per consentire di scrivere al buio. In secondo luogo, si riferisce alle penne utilizzate per creare leggeri "scarabocchi" per la fotografia a lunga esposizione. Terzo, viene usato da alcuni per riferirsi a una penna tablet per l'interazione con un computer attraverso una tavoletta periferica, indipendentemente dal fatto che la luce venga effettivamente utilizzata nel funzionamento della penna del tablet. Quarto, e più frequentemente, è un dispositivo di input che consente a un utente di interagire con lo schermo di un computer.
Il prototipo di light pen è stato realizzato dal Whirlwind Project presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Whirlwind era un prototipo di computer degli anni '50 per il sistema di difesa aerea degli Stati Uniti, e la penna luminosa - a forma di pistola con un'impugnatura attaccata sotto la canna della penna - veniva usata per selezionare i blip sullo schermo CRT (tubo catodico) come parte di quel sistema.
La penna ottica funziona come un recettore che funziona in connessione con un display del computer. Il pulsante sulla penna viene premuto mentre entra in contatto con un punto sul display. Quindi, quando il pixel che la penna sta marcando si aggiorna, la luce scoppia identifica la posizione, trasmettendo le informazioni connesse con quella posizione, identificando le coordinate xey. La penna può essere utilizzata per selezionare elementi sul display o per disegnare sul display. L'opportunità di essere in grado di interagire "naturalmente" come si fa con una matita o una penna, piuttosto che con una tastiera o un mouse, è stata vista come un grande progresso.
I pennarelli leggeri hanno goduto di un periodo di massimo splendore nei primi anni '80, ma la tensione ergonomica di tenere la penna su uno schermo nel tempo ha limitato il loro uso. Tuttavia, sono ancora in uso nel programma televisivo Jeopardy come lo strumento con cui i concorrenti scrivono le loro scommesse, così come in alcune industrie. Le arene in cui la penna continua ad essere utilizzata includono le vendite al dettaglio in applicazioni POS, chioschi, giochi, arti grafiche e applicazioni sanitarie. Le nuove innovazioni nelle penne luminose includono modelli che combinano la tecnologia con uno scanner di codici a barre.