Опти́ческая анизотропи́я, различие оптических свойств среды, связанное с зависимостью скорости световых волн от направления распространения и их поляризации. Оптическая анизотропия проявляется в двойном лучепреломлении, дихроизме, вращении плоскости поляризации света, деполяризации света при его рассеянии в среде и др.

В прозрачной оптически анизотропной среде световая волна в общем случае представляет собой суперпозицию двух ортогонально поляризованных волн (линейно или циркулярно), имеющих разные скорости распространения. Различают естественную и наведённую оптическую анизотропию. Естественная оптическая анизотропия кристаллов обусловлена неодинаковостью по различным направлениям поля сил, связывающих атомы кристаллической решётки. Естественная оптическая анизотропия веществ, которые проявляют её в любом агрегатном состоянии, связана с асимметрией строения отдельных молекул и обусловленным ею различием во взаимодействии этих молекул с излучением различных поляризаций.

В макроскопически однородных средах может возникать локальная оптическая анизотропия, обусловленная несовпадением направления напряжённости электрического поля световой волны в данной точке с направлением создаваемых в этом месте токов (поляризаций); она проявляется на масштабах меньше длины волны света.

Наведённая оптическая анизотропия может возникать в оптически изотропных средах под внешним воздействием, меняющим локальную симметрию. Такими воздействиями могут быть механические силы, электрические и магнитные поля, мощные потоки излучения (см. Фотоупругость, Эффекты Керра, Эффект Фарадея, Эффект Коттона – Мутона).