Cahaya mengacu pada pita kecil frekuensi yang terlihat oleh mata manusia di antara skala radiasi elektromagnetik (EM) yang lebih besar. Sebagian besar gelombang EM berosilasi pada tingkat yang tidak dapat dideteksi manusia secara visual. Ini dapat dibandingkan dengan peluit anjing dengan nada yang tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Dengan cara yang sama, beberapa hewan dapat melihat frekuensi EM yang tidak dapat dilihat oleh manusia. Lebah, misalnya, melihat dalam kisaran ultra-violet (UV) untuk memilih pola pada bunga yang hanya terlihat dengan penglihatan yang dilengkapi UV.
Radiasi EM adalah medan listrik dengan sifat magnetik yang merambat dari satu titik ke titik lain, atau memancar keluar. Radiasi EM adalah gelombang dengan frekuensi dan amplitudo. Frekuensi mengacu pada berapa banyak gelombang yang melewati titik stasioner per detik, sedangkan amplitudo mengukur ketinggian gelombang. Cahaya tampak memiliki panjang gelombang 400 hingga 700 nanometer. Untuk menempatkan ini dalam perspektif, nanometer adalah sepersejuta meter (satu miliar dari 3.281 kaki).
Cahaya memiliki sifat yang berbeda tergantung pada amplitudo dan panjang gelombangnya. Gelombang yang lebih panjang, atau frekuensi yang lebih rendah, menghasilkan cahaya merah, sedangkan gelombang yang lebih pendek, atau frekuensi yang lebih tinggi, menghasilkan warna biru. Merah berada di salah satu ujung spektrum yang terlihat, sedangkan cahaya biru atau ungu berada di ujung lainnya. Tepat di luar spektrum biru/ungu adalah gelombang ultra-pendek yang disebut ultra-violet. Cahaya yang hanya terlihat dan hampir terlihat ini juga disebut cahaya High Energy Ultra Violet (HEV).
Di ujung ekstrim spektrum biru, sebagian besar radiasi menjadi tidak terlihat, menghasilkan cahaya ungu redup, yang juga disebut cahaya hitam. Panjang gelombang ini memiliki sifat yang menarik karena pigmen tertentu menyerap radiasi ekstra yang tidak dapat dilihat, menyebabkan pigmen ini memancarkan kembali energi dan cahaya. Salah satu contohnya adalah poster cahaya hitam. Panjang gelombang yang sedikit lebih pendek menghasilkan cahaya hitam yang digunakan dalam forensik kriminal untuk memancarkan cairan tubuh seperti urin dan darah. Di luar radiasi UV pada skala EM adalah sinar-x dan sinar gamma. Sinar kosmik, jika disertakan, jatuh di sini; meskipun banyak ilmuwan percaya sinar kosmik secara teknis tidak termasuk dalam spektrum EM.
Ujung yang berlawanan dari spektrum terlihat melampaui merah ke inframerah. Infra adalah bahasa Latin untuk “di bawah,” jadi inframerah secara harfiah berarti “di bawah merah.” Cahaya inframerah digunakan untuk kamera night vision dan pencitraan termal. Dalam panjang gelombang ini, benda-benda hangat tampak lebih terang daripada benda-benda dingin. Inframerah juga digunakan untuk jaringan periferal komputer jarak pendek dengan spesifikasi Infrared Data Association (IrDA). Karena panjang gelombang terus bertambah panjang, kita mencapai gelombang mikro, diikuti oleh gelombang radio, dan akhirnya, spektrum siaran.
Meskipun cahaya sering digambarkan sebagai gelombang, ia memiliki sifat ganda menurut fisika kuantum. Fisika menggambarkan cahaya sebagai foton, atau partikel energi tak bermassa yang sewaktu-waktu dapat berperilaku seperti gelombang. Apakah gelombang, partikel, atau “string” yang bergetar, seperti yang disarankan oleh teori superstring, dalam ruang hampa semua radiasi EM bergerak dengan kecepatan konstan 186,282 mil per detik, atau 299,792,458 meter per detik. Oleh karena itu, satu tahun cahaya adalah jarak yang dapat ditempuh cahaya dalam setahun. Bintang terdekat, Alpha Centauri, berjarak empat tahun cahaya.