光学录音是以感光材料为媒介记录声音的方法。从20世纪30年代初到50年代初，有声电影主要应用光学录音方法。虽然在有声电影初期曾使用过唱片配音的方法，但用这种方法录制的影片为数不多，时间很短。

光学录音进入电影领域后，在世界范围内掀起了从无声电影转入有声电影的高潮，推动了电影事业的大发展。40年代末50年代初磁性录音也进入了电影领域，但大量拷贝仍以光学录音为主；80年代磁性录音和光学录音两种方法并用。

光学录音还音全过程的基本原理：传声器把空气中的声音转换为相应的模拟电信号，或者说是把传声器上振膜的机械能转变为电能。录音放大器把传声器输出的模拟电信号不失真地提高到可以应用程度。光调制器把放大器输出的电信号转换为光信号以控制声带底片上的曝光量。

当声带底片通过光调制器的光刃时，不同位置上得到对应于电信号的曝光量，使声音信号记录到胶片上。录音输片机构使胶片匀速地通过曝光点。拍摄画面时要求胶片间歇地通过曝光窗，由于录音和摄影对输片的要求不同，如同一时间既要拍摄又要录音，则应采用双片系统，以便摄影和录音分别在各自的设备上进行。

还音输片机构使拷贝上的声带按录音时的速度均匀地通过放映系统的还音扫描部分。放映机是用来放映既有画面又有声音的拷贝的，由于画面需间歇地输过片窗，而声带需匀速地输过还音扫描部分，所以必须把这两部分分开。

装在放映机上的拷贝由上方输向下方，还音扫描部分位于画面片窗的下部，因此电影拷贝上的声带和画面位置也要前后错开。国际规定的35毫米影片声迹比相应画面提前20个画幅，16毫米影片声迹比相应画面提前26个画幅，以确保声画同步。

光学还音扫描部分由稳定光源﹑光学部件﹑光电管组成，它把声带上不同宽度或密度的光信号转变为电信号。稳定光源通过光学部件上与影片成直角的缝隙形成光刃并透过声带射到光电管上。

由于声带上的声迹曝光密度或曝光宽度不同，透射到光电管上的光线产生相应的强弱变化，从而以电的信号形式还出记录在拷贝上的声音仿真信号。还音放大器把光电管输出的电能提高到可以应用的程度。扬声器把还原放大器输出的电信号转换为声音，或者说是将原来作用于传声器振膜上的声音再现出来。

光学录音方法有两种类型：

变密式：使胶片曝光部分的密度发生变化；

变积式：使胶片曝光部分的宽度（面积）发生变化。

这两种类型都使光调制器调制过的光透过一条很窄的缝隙，使匀速运动的胶片在某一范围内曝光。因为要录制高频，此缝隙一定要很窄。

20世纪60年代以来，人们在不断研制光学录音的新方式。研制的目标是：使音质达到接近磁性录音的水平。达到多声道立体声的效果。能够使单声道和多声道立体声兼容(用一种拷贝在不同放映设备上获得不同的声音效果)。此外还有一种激光录音方式，采用强度极高的激光作光源，可用超低感光度（因而可以制浅超微粒）胶片，可提高记录频率。