La luce si riferisce a una piccola banda di frequenze visibile all'occhio umano tra la più grande scala di radiazione elettromagnetica (EM). La maggior parte delle onde EM oscilla a una velocità che gli umani non sono in grado di rilevare visivamente. Questo potrebbe essere paragonato a un fischio di cane con un tono che le orecchie umane non possono sentire. Allo stesso modo, alcuni animali possono vedere frequenze EM che gli umani non possono. Le api, ad esempio, vedono nella gamma ultravioletta (UV) per individuare i motivi nei fiori visibili solo con visione dotata di raggi UV.
La radiazione EM è un campo elettrico con proprietà magnetiche che si propagano da un punto all'altro o si irradiano verso l'esterno. La radiazione EM è un'onda con frequenza e ampiezza. La frequenza si riferisce a quante onde passano un punto stazionario al secondo, mentre l'ampiezza misura l'altezza di un'onda. La luce visibile ha una lunghezza d'onda compresa tra 400 e 700 nanometri. In prospettiva, un nanometro è un miliardesimo di metro (un miliardesimo di 3.281 piedi).
La luce ha proprietà diverse a seconda della sua ampiezza e lunghezza d'onda. Le onde più lunghe o le frequenze più basse generano luce rossa, mentre le onde più corte o le frequenze più alte risultano in blu. Il rosso è a un'estremità estrema dello spettro visibile, mentre la luce blu o viola è all'altra. Appena oltre lo spettro blu / viola ci sono onde ultra corte chiamate ultraviolette. Questa luce appena visibile e quasi visibile è anche chiamata luce ultravioletta ad alta energia (HEV).
All'estremo estremo dello spettro blu, la maggior parte della radiazione diventa invisibile, provocando una luce fioca viola, chiamata anche luce nera. Questa lunghezza d'onda ha proprietà interessanti in quanto alcuni pigmenti assorbono la radiazione aggiuntiva che non può essere vista, causando a questi pigmenti di irradiare nuovamente energia e luminosità. Un esempio è un poster a luce nera. Le lunghezze d'onda leggermente più corte producono luce nera utilizzata nella medicina legale per fluorurare fluidi corporei come urina e sangue. Oltre alle radiazioni UV sulla scala EM ci sono i raggi X e i raggi gamma. I raggi cosmici, se inclusi, cadono qui; sebbene molti scienziati credano che i raggi cosmici non appartengano tecnicamente allo spettro EM.
L'estremità opposta dello spettro visibile va dal rosso all'infrarosso. Infra in latino significa "sotto", quindi l'infrarosso significa letteralmente "sotto il rosso". La luce a infrarossi viene utilizzata per le telecamere per la visione notturna e l'imaging termico. In questa lunghezza d'onda, gli oggetti caldi appaiono più luminosi degli oggetti freddi. Infrared viene anche utilizzato per il collegamento in rete a corto raggio di periferiche per computer con la specifica IrDA (Infrared Data Association). Man mano che le lunghezze d'onda continuano ad allungarsi, raggiungiamo le microonde, seguite dalle onde radio e infine dallo spettro di trasmissione.
Sebbene la luce sia spesso descritta come un'onda, ha una duplice natura secondo la fisica quantistica. La fisica descrive la luce come fotoni o particelle di energia senza massa che a volte possono comportarsi come un'onda. Che si tratti di "stringa" di onde, particelle o vibrazioni, come suggerisce la teoria delle superstringhe, nel vuoto tutte le radiazioni EM si muovono a una velocità costante di 186.282 miglia al secondo o 299.792.458 metri al secondo. Un anno luce è quindi la distanza che la luce può percorrere in un anno. La stella più vicina, Alpha Centauri, è a quattro anni luce di distanza.