自適應光學（adaptive optics）， 指一種用于大反射望遠鏡的鏡面的一種補償系統，可以通過快速反應的的支撐系統使鏡面發生形變來補償大氣抖動引起的星象閃爍。
歷*，該系統起源于天文學和國防，它可產生高分辨率的天文圖像；更清晰的圖像產生對比度的額外增益，這對天文學家也有好處，因為這意味著他們可以探測到其他方法無法觀察到的暗淡的天體。當天文學家在努力克服大氣湍流的模糊效應時，國防承包商們卻關心如何保證他們的高功率激光器的光子可正確導向，從而擊毀戰略目標。
zui近，由于在AO組件的精密度和簡單化方面的改進，研究人員已經利用這些系統在飛秒脈沖整形、顯微鏡、激光通信、視力矯正以及視網膜成像等領域取得突破。雖然這些領域相差很大，由于不需要的時變效應的存在，這些領域都將從自適應光學系統中受益。
通常，AO系統由3部分組成：（1）波前傳感器，用于測量波前偏移，（2）可變形鏡片，可改變形狀以校正高度畸變的波前，及（3）實時控制軟件，用波前傳感器收集到的信息計算可變形鏡片應該采用的合適的形狀，以抵消畸變的波前。
自適應光學系統有很大的技術挑戰。其中包括快速低噪聲的傳感器（為了能使用比較昏暗的引導星來進行矯正）；高能、可信且易于操作的鈉激光器；超高速處理器，要求每秒的運作此時達109到1010次；可變形鏡面，帶寬幾千赫茲和上千個觸動器；大型的二級自適應透鏡。