Antara tahun 1011 dan 1027, Ibn al-Haytham menulis karyanya yang paling berpengaruh, Kitab al-Manazir (Buku Optik), yang mengubah pemahaman tentang cahaya dan penglihatan. Dalam buku ini, ia menjelaskan bahwa penglihatan terjadi ketika cahaya dipantulkan dari suatu objek dan masuk ke mata manusia, bukan dipancarkan oleh mata itu sendiri.
Ibn al-Haytham juga mempelajari struktur mata, mengidentifikasi bagian-bagian utamanya, dan membuat diagram sistem optik manusia.
Untuk menyelidiki perilaku cahaya, ia menggunakan ruang gelap yang dikenal sebagai Al-Bayt al-Muzlim, yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa Latin sebagai camera obscura. Perangkat ini menunjukkan bagaimana cahaya bergerak dalam garis lurus dan menjadi dasar bagi pengembangan kamera dan fotografi modern.
Melalui eksperimen yang cermat, Ibn al-Haytham menyelidiki sifat-sifat cahaya. Ia mempelajari fenomena refleksi dan refraksi dan menyimpulkan bahwa cahaya membengkok ketika melewati satu material transparan ke material transparan lainnya.
Sebagai seorang cendekiawan yang produktif, Ibn al-Haytham menulis lebih dari 200 karya tentang berbagai subjek termasuk matematika, astronomi, optik, fisika, dan filsafat. Dari jumlah tersebut, setidaknya 96 karya ilmiah telah diketahui, dan sekitar 50 di antaranya masih ada hingga kini. Hampir setengah dari karya-karya yang masih ada tersebut membahas matematika, 23 tentang astronomi, dan 14 tentang optik.
Pada tahun 2015, yang ditetapkan sebagai Tahun Cahaya Internasional, peringatan seribu tahun penerbitan Kitab al-Manazir diperingati. Penekanan Ibn al-Haytham pada observasi dan eksperimen menetapkan standar baru untuk penyelidikan ilmiah pada abad ke-11. Karena kontribusinya yang mempelopori studi tentang cahaya dan penglihatan, ia secara luas dianggap sebagai bapak optik modern.
