光电火控系统的发展与电视技术、红外技术、微光夜视技术和激光技术的发展紧密相随，在20世纪70年代以后被广泛应用。该系统的优点是：观瞄装置以被动方式工作，隐蔽探测和跟踪目标，测量精度高，对射频不敏感，不易被发现和干扰；对于地基低空防空、舰基低高度防空系统，没有像雷达那样由于地杂波、海杂波以及
多路径效应的干扰而无法工作。相反，可以利用其高分辨力优势实现对低空飞机、导弹和地面目标的探测识别和高精度跟踪。其缺点是易受天气条件影响，不利于雨天、雾天等恶劣天气条件下使用。
光电火控系统按其载体可分为地基、舰基、空基三种。其中地基光电火控系统的品种和数量最多，有坦克、地炮、高炮和地对空导弹的光电火控系统。舰基光电火控系统主要用于控制舰炮对海面和空中目标进行射击。空基光电火控系统，有些装配于武装直升机或攻击机上，主要用于引导机载武器对地面目标进行跟踪瞄准并实施攻击；有些装配于歼击机或无人机上，主要用于在空中引导机载武器对敌方飞机与地面、海上目标进行跟踪瞄准并实施攻击。
光电火控系统通常由光学观瞄与测距单元、跟踪监控单元、红外搜索/跟踪单元和火控计算机单元以及火炮或导弹武器单元等组成。光学观瞄装置用于对目标进行成像。包括普通的光学观察仪器、
电视摄像机、
红外热像仪和
微光夜视仪等。光学观察仪器和电视摄像机主要用于白天作战。红外热像仪可在较差的天气条件下昼夜使用。微光夜视仪可用于能见度较好，有月光或星光的夜晚作战。在复杂的光电火控系统中，往往配置有两种或多种观瞄仪组合的观瞄装置，适应在不同作战条件下使用。
激光测距仪用于测量目标的距离。伺服跟踪架是承载观瞄装置、测距仪和角
位置传感器的两轴转台，受跟踪监控单元控制，实施对目标的搜索与跟踪。角位置传感器安装在伺服跟踪架方位与俯仰旋转轴上，用于测量伺服跟踪架光轴的角度。跟踪监控单元用于控制工作状态，可以实现手动目标跟踪，自动目标识别、跟踪及显示、记录目标的图像和数据。红外搜索/跟踪单元或搜索雷达单元的任务是可靠探测和测量多目标，评估威胁，按威胁程度排序，输出目标相对于光轴的角位置数据，引导观瞄装置捕获和跟踪目标。火控计算机采集跟踪架光轴的角位置、目标距离和载体平台的数据，计算出目标相对于载体平台的角位置和运动轨迹参数，引导导弹瞄准目标，控制火炮的射击提前量。火炮或导弹武器单元是火控系统的主体，可以用手工、半自动或自动方式进行瞄准和射击。
提高观瞄装置的性能，如采用
红外焦平面阵列探测器、第四代微通道板像增强器来改善红外热像仪、微光夜视仪的灵敏度和空间分辨力。发展大视场、搜索速度快、多目标探测测量的红外搜索/跟踪系统技术；发展小型化、全固态、高重复频率、高功率的激光器技术，使激光不仅用于测距，还可用于制导武器的目标照射；发展多色多模复合的多传感器一体化组合技术，同时改进信息处理软硬件技术，获取更丰富的信息。与雷达、通信
指挥控制系统相结合，使系统的作用距离、探测识别能力、测量精度、反应速度和发射能力等重要指标更适应武器系统的要求。