روشهای نوری در مقایسه با روشهای الکتریکی و دارویی به دلیل برخورداری از ســرعت و دقت بالاتر و آسیب رسانی کمتر، ابزار مناسبی در مطالعات علوم اعصاب هستند. در سیستمهای عصبی، تولید و انتقال پیامهای عصبی با استفاده از یک سری کانالهای یونی موجود در سلول عصبی و تغییر غلظت یونها در درون و خارج ســلول عصبی صورت می گیرد. در روشهای معمول الکتروفیزیولوژی تحریک سیستمهای عصبی با استفاده از الکترودهای فلزی خاص و جریان الکتریکی انجام می شود. در تحریک نوری سیستم عصبی این فرآیند با استفاده از تحریک کانال های پروتئینی حساس به نور صورت می گیرد به گونه ای که این کانالهای پروتئینی در سلول عصبی با استفاده از تکنیکهای ژنتیکی ایجاد شده است. لذا، برای تحریک نوری قسمتهای متفاوت سیستم عصبی مغز نیاز است تا پروب های نوری متفاوت طراحی و ساخته شود تا تحریک نوری جای گزیده و مکان یابی شده از سیستم عصبی صورت گیرد. تکنولوژی انتقال نور و منابع نوری مورد استفاده جهت رساندن نور برای فعال سازی اپسین های تعریف  شده و تغییر در عملکرد بیولوژی سلولی از مهمترین بخش فیزیک نور این فرآیند می باشد.
جریان نوری ناشی از یک پالس نوری در نور به عوامل مختلفی از قبیل ویژگی اپسین مورد استفاده، طول موج نور، شدت و مدت تابش نور و حتی تعداد سلولهای حساس به نور در شروع، میانه و انتهای فرآیند بستگی دارد. به طورکلی خصوصیات مهم چشمه های نور تابشی مورد استفاده در اپتوژنتیک عبارتند از: خصوصیات طول موج مورد نیاز برای کنترل اپسین مورد استفاده، کنترل زمانی تابش نور، اینکه باید نور به طور متمرکز یا پهن میدان تابش شود، باید چند باریکه تابیده شود یا تک باریکه، ارائه ای از منابع نوری دیودی لازم است یاخیر و چگونگی انتشار نور در بافت بیولوژیک.