Le pôle « Optique, Lasers et Plasmas » est décliné en de nombreux thèmes qui sont explorés, expérimentalement et théoriquement, aussi bien dans les laboratoires de l'Ecole (LOA, LOB, LULI, LLR, LPP, LSI, CPHT) que dans les instituts associés du plateau (ILE, IOGS). Cette même thématique se retrouve en enseignement dans le Programme d'Approfondissement (PA) de Physique. Les études en optique vont de l'instrumentation jusqu'à l'optique atomique, en passant par les lasers de très forte intensité. La physique des lasers et des matériaux occupe également une large place, avec des applications comprenant par exemple l'exploration de la matière biologique, ou celle des propriétés du vide grâce à la « lumière extrême ». Les ondes électromagnétiques peuvent aussi générer ou chauffer des plasmas, en vue d'applications allant de la fabrication et l'étude de matériaux à la fusion contrôlée (magnétique ou inertielle), et des accélérateurs de particules à l'étude des étoiles.