Free-space optics (FSO), ook wel free-space photonics (FSP) genoemd, verwijst naar de transmissie van gemoduleerde zichtbare of infrarode ( IR ) stralen door de atmosfeer om breedbandcommunicatie te verkrijgen. Meestal worden laserstralen gebruikt, hoewel ook niet-laserende bronnen zoals lichtgevende dioden (LED's) of IR-emitterende dioden (IRED's) tot de mogelijkheden behoren.
De theorie van FSO is in wezen dezelfde als die voor glasvezeltransmissie. Het verschil is dat de energiebundel wordt gecollimeerd en door een heldere lucht of ruimte van de bron naar de bestemming wordt gezonden, in plaats van door een optische vezel te worden geleid. Als de energiebron geen voldoende evenwijdige bundel produceert om de vereiste afstand af te leggen, kan collimatie worden uitgevoerd met lenzen. Bij de bron wordt de zichtbare of IR-energie gemoduleerd met de over te brengen gegevens. Op de plaats van bestemming wordt de bundel onderschept door een fotodetector, de gegevens worden uit de zichtbare of IR-bundel gehaald (gedemoduleerd), en het resulterende signaal wordt versterkt en naar de hardware gezonden.
FSO-systemen kunnen over afstanden van enkele kilometers functioneren. Zolang er een duidelijke zichtlijn is tussen de bron en de bestemming, is communicatie theoretisch mogelijk. Zelfs als er geen directe zichtlijn is, kunnen strategisch geplaatste spiegels worden gebruikt om de energie te weerkaatsen. De stralen kunnen door glazen ramen met weinig of geen verzwakking (zolang de ramen schoon worden gehouden!)
Hoewel FSO-systemen een goede oplossing kunnen zijn voor sommige breedband netwerkbehoeften, zijn er beperkingen. De belangrijkste is het feit dat regen, stof, sneeuw, mist of smog het transmissiepad kunnen blokkeren en het netwerk kunnen platleggen.