光線こうせん（こうせん、英えい: ray of light）は、幾何きか光学こうがくにおける概念がいねんであって、光ひかりの道筋みちすじを表あらわす線せんのことである。光源こうげんより出でた光ひかりをスクリーン上じょうの十分じゅうぶんに小ちいさいピンホールを通とおした光線こうせん束たばを極限きょくげんに細ほそくしたものを光線こうせんと考かんがえるが、実際じっさいには回折かいせつ現象げんしょうのために極限きょくげんに細ほそくすることはできない。均質きんしつな媒質ばいしつ中なかでは、光線こうせんは波面はめんに垂直すいちょくである。
直進ちょくしん、反射はんしゃ、屈折くっせつの法則ほうそくに従したがった光線こうせん追跡ついせき（レイトレーシング）で伝播でんぱ方向ほうこうが求もとめられる。
太陽光たいようこう線せん、レーザー光線こうせんなどと、光ひかりの束たばを指さしていうこともある。拡散かくさん光線こうせん、平行へいこう光線こうせんもある。
英語えいごでは、rayだけでも光線こうせんを意味いみすることが多おおいが、レイトレーシングでは電波でんぱなども対象たいしょうとなるため、特とくに区別くべつする目的もくてきでray of lightと明記めいきすることもある。
特撮とくさつ映画えいがやアニメなどにおいては、光ひかりを発はっし破壊はかい的てきな威力いりょくを持もつ武器ぶきや特殊とくしゅ能力のうりょくを指さして「〜光線こうせん」と呼よぶことが多おおい。その実態じったいは光ひかりの束たば、粒子りゅうしビーム、原理げんり不明ふめいなものなど様々さまざまである。正体しょうたいのよく分わからない光線こうせんについて「怪光かいこう線せん」と総称そうしょうすることもある。
例れい：スペシウム光線こうせん（ウルトラマン）、冷凍れいとう光線こうせん（8マン他た、多数たすう）
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