克拉斯琴·惠更斯（1629～1695年）是荷兰数学家、物理学家和天文学家。他是和牛顿同时代并对牛顿产生过重要影响的人物。他在访问伦敦时期和牛顿结识。牛顿非常敬重他，说他是“德高望重的惠更斯”。惠更斯对光学有着很深的研究，对牛顿产生过深刻的影响，而他和牛顿在光学上的争论也推进了科学研究的深入，给后人以许多启迪。
当时光的波动说和微粒说之争的胜负关键，在于哪种学说能够更多地解释有关现象。两种学说在这方面各有优点，也各有不能解释的缺点，例如，微粒说令人满意地解释了光的折射、反射、衍射以及光的直线传播，据惠更斯原理还会引出倒退波存在的结论，而实际上根本没有倒退波，光总是向前射出来的。微粒说令人满意地解释了波动说不能解释的地方，但对于波动说的成功之处却又无法解释。
在对一个共同问题的解释上双方都大伤脑筋。最终出版的成熟著作《光学》第三编最后一个部分，提出了各种各样的疑问，在疑问二十九中提出：“光线是否是发光物质发射出来的很小的物体？因为这样一些物体能直线穿过均匀媒质而不会弯到影子区域里去，这正是光的本性。”接着他又指出：“它们也能具有几种特性，并将在穿过不同媒质时保持它们的这些特性，这是光线的另一条件。”
《光学》中的疑问都是牛顿深思熟虑但仍有怀疑的问题。从这些地方可以看出牛顿对光的本性是真正理解的。
在牛顿和惠更斯在世时，关于光的本性问题并没有得出结论，而在他们死后这个问题仍一直争论不休。18世纪，这两派物理学家争论的结果是微粒说胜利了，部分原因是惠更斯没有能够用足够的数学严密性来发展他的观点，另一部分原因是由于牛顿在他的同辈人中的权威超过了惠更斯，使之无力可击。然而到了19世纪，光的波动说在大量事实的支持下，不但被人们重新提出，而且占据了统治地位。在这些事实中，英国物理学家托马斯·杨（1773～1829年）在1800年发现的光的干涉现象起了关键性作用。然而到了20世纪初，爱因斯坦提出的光量子理论，似乎使光的微粒说又复活了。
爱因斯坦受德国著名物理学家路德维希·普朗克（1858～1947年）的量子假说的启发，提出光量子理论。他所说的光在传播的过程中的光里子，实际上就是牛顿所说的微粒。然而，爱因斯坦并非简单地复活微粒说而排斥波动说，他认为这两个学说分别反映了光的本性的两个方面。1909年，爱因斯坦明确提出，光不仅具有粒子性，而且具有波动性。爱因斯坦对光的本性做了结论，结束了这个持续二百年之久的争论。牛顿一生对光学研究的成果都结集在他的光学巨著《光学》中，《光学》是牛顿最重要的著作。虽然这部巨著是在1704年出版的，但实际上它的主要思想和基本理论都是在1666至1676年这一段时期形成的。他之所以推迟发表，主要原因可能是因为不愿当胡克在世的时候因他发表任何东西而引起无谓的争论。他与胡克之间有着很深的成见，既聪明乖巧又充满嫉妒心的胡克对牛顿提出的论文，尤其是光学方面的，总要加以非难，甚至说牛顿剽窃了他的思想，对此牛顿感到非常烦恼。1703年胡克在长期患病后与世长辞。第二年，牛顿就决定发表他的这部巨著。在序言里他写道：“为了避免对这些论点的无谓争论，我推迟了这部书的公开发行，如果没有朋友们的敦促，可能还要推迟一段时间。”
《光学》全书共分为三编。第一编首先列举“定义”和“公理”，然后讨论一般的折射与反射，太阳光谱与反光望远镜。从八个定义和八个公理开始，按顺序对他关于光和色的主要发现和理论进行了阐述。第二编研讨薄膜的颜色，中心论题是讨论被称为“牛顿圈”的现象，实际上是讨论光的干涉效应。同时还对自然物体的永久颜色以及它们和薄透明板的颜色之间的类似性做了讨论，做出了物质的最小的不可能再细分的组成部分一定是透明的，它们的大小可以用光学方法推断出来。第三编讨论光的衍射、晶体内部折射和一般哲学问题，最后列举了三十一个“疑问”。
全书开宗明义的第一句话是：“本书的意图不是用假说来解释光的性质，而是提出并用理性与实验证明这些性质。”他先列举了定义和公理，然后他接着指出：“这里我列举一些公理和它们的解释是总结前人对光学研究所得到的基本认识。凡是大家已经一致承认的，我认为是原则，按本书的次序列在这里。这一切对于具有才智，但是还不熟悉光学的读者，是一篇导论；对这门科学有相当了解或做过一些实验工作的读者，由此可以明白本书所叙述的意义。”
在1717年的第二版中，他又对他在这里所说的“原则”加了这样一段话：“这些原则我不认为带着什么神秘性，而是使万物形成的自然法则，虽然人们还没有发现真理都是用想像昭示人们。现象是客观的，只是引起现象的原因显得有点神秘。”
这些话表明了牛顿写作这部著作的指导思想和思维方法。牛顿的《光学》一书在科学史上占有非常重要的位置。不仅是由于他论述了“迄今为止光学中谈论过的一切”，从理论上进行了概括和总结，还在于他的科学探索精神。这种探索精神集中体现在《光学》出版第二版时，他在结尾部分加的三十一个“疑问”上。他写道：“在第三编的末尾我加进了一些问题……我之所以用提问的方式把它说了出来，乃是因为缺乏实验，我对它尚不感到满意的缘故。”
这些问题虽然名为“疑问”实际上却是牛顿多年研究的结果，是他深思熟虑但感到仍须深入探讨的一些问题，范围之广超过了光学，涉及到自然界诸多的其他现象。后人认为，“疑问”是这部著作的特色所在。“疑问”带有猜想的性质，对后来的科学研究有很大的启发。
科学的发展证明，牛顿的这些天才猜想很多都是正确的，或者提供了极为有益的启发。尽管有些被证明是不正确的，但是，这是由历史的局限性造成的，对任何一个伟大人物都是不可避免的。如果不是这样，反倒令人感到不可思议了。《光学》出版之后，于1717年、1721年和1730年分别修订再版。现今流行的版本是根据牛顿逝世前最后一次修订的第四版重印的。爱因斯坦为这个版本写了前言，对牛顿及其光学成就做了高度的评价：
“幸运啊牛顿，幸福啊科学的童年！谁要是用闲暇和宁静来读这本书，就会重新生活于伟大的牛顿在他青年时代所经历的那些奇妙的事件当中。对于他，自然界是一本打开的书，一本他读起来毫不费力的书。他用来使经验材料变得有秩序的概念，仿佛是从经验本身，从他的那些像摆弄玩具似的而又亲切地加以详尽描述的美丽的实验中，自动地涌溢出来一样。他把实验家、理论家、工匠和——并非最不重要的——讲解能手兼于一身。他在我们面前显得很坚强，有信心，而又孤独；他的创造乐趣和细致精密都显现在每一个词名和每一幅插图之中。
“反射、折射、透镜成像、眼睛作用的方式，光分解为各种颜色以及各种不同颜色的光的再合成，反射望远镜的发明，颜色理论的最初基础，虹的初步理论，都历历在目。而最后出现的，是作为下一步理论巨大进展的起源——他对于薄膜颜色的观察，这一步要等一百多年以后由于托马斯·杨的到来才得到实现。“牛顿的时代早已被现代人淡忘了，他那一代人探索科学迷宫的努力和痛苦遭遇后人已无法得知；只有一些伟大的思想家和艺术家的为数不多的作品流传了下来，这给我们以及我们的后代带来了欢欣和高尚的情操。牛顿的各种发现已进入公认的知识宝库；现代科技日新月异，使社会的文明程度不断提高，面对现代科技所创造出的巨大的物质财富，我们应当感谢像牛顿这样伟大的科学家，因为物理和数学是现代科技发展的两大基石。牛顿不仅对科学事业，也对每个现代人的生活做出了贡献。”