光學薄膜按照分類主要分為以下幾種：

反射膜：光學反射膜用以增加鏡面反射率，常用來制造反光、折光和共振腔器件。

增透膜：光學增透膜沉積在光學元件表面，用以減少表面反射，增加光學系統透射，又稱減反射膜。

濾光膜：光學濾光膜用來進行光譜或其他光性分割，其種類多，結構復雜。

光學保護膜：光學保護膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強度或穩定性，改進光學性質。最常見的是金屬鏡面的保護膜。

偏振膜:有二向色性的透明薄膜，它允許平行與透光軸方向的光振通過，而垂直于這個方向的光則被吸收，這種現象叫做光的偏振化。

分光膜:根據一定的要求和一定的方式把光束分成兩部分的薄膜。分光膜主要包括波長分光膜、光強分光膜和偏振分光膜等幾類。