Le Théâtre optique est une invention de Charles-Émile Reynaud, dessinateur, photographe, et professeur de sciences, brevetée en 1888. Le théâtre optique réunit les techniques de l'analyse du mouvement et celle de la projection à l'aide d'une lanterne magique. La compensation optique par miroirs prismatiques permet aux vignettes dessinées de paraître immobiles un très court instant alors qu'en fait elles défilent de façon continue. Cette invention est l'aboutissement d'une recherche longue de plus de quinze ans. Émile Reynaud commence ses recherches sur les jeux d'optique dès 1876, en créant le Praxinoscope, breveté en 1877. Le chercheur décline cette invention en plusieurs "jouets de salon", qu'il fait fabriquer et commercialise : le Praxinoscope-théâtre, breveté en 1879, puis le Praxinoscope à projection, en 1880, et enfin le Théâtre optique. Les jouets optiques, dont le cycle ne dépassait pas 2 secondes, ne racontaient pas d'histoire. Avec l'invention du Théâtre optique, Émile Reynaud est le premier réalisateur des premiers dessins animés du cinéma, dans le sens où un dessin animé est une fiction composées d'images en mouvement. Le Théâtre optique est l'avènement des premières projections d'images animées sur un grand écran, avant celles des frères Lumière (1895).