在光学方面，杨还在1801年引入叠加原理，把惠更斯的波动理论和牛顿的色彩理论结合起来，成功地解释了规则光栅产生的色彩现象。1803年，他又用波动理论解释了障碍物影子具有彩色毛边的现象。1820年杨用比较完善的波动理论对光的偏振作出了比较满意的解释，认为只要承认光波是横波，必然会产生偏振现象。杨不仅对人眼的色盲作出了正确的解释，而且建立了著名的三原色原理，认为一切色彩都可以用红、绿、蓝三种原色按一定的比例混合得到。

此外，杨还对物体的弹性、毛细现象、流体的内聚性、生理光学等课题进行了研究，取得了不少成就，其中比较突出的是他发现了弹性定律中用他名字命名的杨氏模量(弹性模量)。