AlsStrahlengang wird der geometrische Verlauf von Lichtstrahlen durch optische Geräte (Mikroskope,Fernrohre,Projektoren, Umbildegeräte,Spektrografen usw.) bezeichnet. Das zugehörige Fachgebiet ist diegeometrische Optik (Strahlenoptik). Dabei wird vereinfachend angenommen, dass Licht aus kleinen Teilchen (Photonen) besteht, die sich auf geraden Bahnen bewegen, solange sie nicht durchLinsen,Spiegel (Plan-gewölbt), Prismen oder andere optische Bauelemente abgelenkt werden. Auch für die Verlaufsrichtung vonRöntgenstrahlen wird dieser Begriff verwendet.
Bei den meisten optischen Instrumenten wird das eintretende Licht durch einObjektiv aus Linsen oder einem Primärspiegel zumBrennpunkt gebündelt, von wo es entweder durch einOkular visuell betrachtet oder einem sonstigenStrahlungsempfänger (Fotokamera, CCD-Sensor, Spektrograf usw.) zugeführt wird. Oft wird der Strahlengang durchPlanspiegel umgelenkt, um ihn derBeobachtung besser zugänglich zu machen.
AstronomischeSpiegelteleskope sind zusätzlich meist mitSekundärspiegel(n) zur Verlängerung der Brennweite ausgestattet,Astrografen auch zu deren Verkürzung. In derFotografie sind dafür hingegen verschiebbareLinsensysteme im Einsatz, etwa alsZoomobjektiv.
Beim Entwurf eines optischen Geräts steht oft die Wahl zwischen Linsen oder Spiegeln als Hauptabbildungselemente an. Linsen haben den Vorteil eines eher geraden Gesamtaufbaus, wobei auch größere Entfernungen zwischen ihnen leicht überbrückbar sind. Spiegel haben dort Vorteile, wo man eine kompakte, „zusammengefaltete“ Bauweise anstrebt und wo es um die Beobachtung breiter Spektralbereiche geht, da bei ihnen ein typischer Linsenfehler wie diechromatische Aberration prinzipiell nicht vorkommt.
In technischer Hinsicht haben Spiegel den Vorteil, dass man sie vollflächig montieren kann (nicht nur am Rand wie Linsen). Sie sind auch in größeren Dimensionen herstellbar, wogegenFernrohrobjektive wegen derLinsenbiegung auf maximal 1 m Durchmesser beschränkt sind. Dafür sind Glaslinsen thermisch stabiler als die meisten Spiegelmaterialien, was Brennweiten- und Formänderungen betrifft, da sie einen geringerenWärmeausdehnungskoeffizienten besitzen.
Bei projizierenden optischen Systemen wird häufig einverketteter Strahlengang eingesetzt.Telezentrische Strahlengänge können eingesetzt werden, wenn derAbbildungsmaßstab unabhängig von derObjektweite oder derBildweite sein soll beziehungsweise wennVerzeichnungen vermieden werden sollen. Beiperizentrischen Strahlengängen können mehrere Seitenflächen eines Objektes mit einer einzigen Abbildung aufgenommen werden.
Im Folgenden findet sich eine Auswahl von optischen Geräten, bei denen der Strahlengang eine wichtige Rolle spielt: