Оптическая теорема — соотношение в волновой теории рассеяния, связывающее амплитуду рассеяния ${\displaystyle f(\theta )}$ и сечение рассеяния ${\displaystyle \sigma }$.

Оптическая теорема формулируется следующим образом:

${\displaystyle \sigma ={\frac {4\pi }{k}}\operatorname {Im} f(0),}$

где ${\displaystyle f(0)}$ — амплитуда рассеяния вперёд, ${\displaystyle \sigma }$ — полное сечение рассеяния, ${\displaystyle k}$ — волновой вектор падающей волны. Так как теорема является следствием закона сохранения энергии (в квантовой механике — вероятности), то она является довольно общим утверждением, имеющим широкую область применения.

Более общий вид теоремы:

${\displaystyle f(\mathbf {n} ,\mathbf {n} ')-f^{*}(\mathbf {n} ',\mathbf {n} )={\frac {ik}{2\pi }}\int f(\mathbf {n} ,\mathbf {n} '')f^{*}(\mathbf {n} ',\mathbf {n} '')\,d\omega ''.}$