Les objectifs majeurs sont:

• Donner aux élèves une formation conçue en fonction de la poursuite d'études supérieures dans le domaine des sciences et techniques. Pour favoriser un éventail assez large d'orientations, le programme pour la spécialité « génie optique » a des contenus assez voisins des autres spécialités de la série STI ; c'est au niveau du choix des thèmes étudiés qu'une diversification s'impose, en fonction des finalités propres à chacune des classes considérées. Pour la même raison, les contenus de plusieurs chapitres (notamment analyse, calcul vectoriel, probabilités) sont voisins de ceux de la série scientifique S, le niveau d'approfondissement étant bien entendu moins élevé, et les thèmes d'étude étant adaptés à la spécialité considérée. Enfin, on a voulu réaliser une meilleure continuité avec les objectifs des sections de techniciens supérieurs et des instituts universitaires de technologie.
• Entraîner les élèves à la pratique d'une démarche scientifique, en développant conjointement les capacités d'expérimentation et de raisonnement, d'imagination et d'analyse critique.
• Insister sur l'importance du travail personnel des élèves, tant en classe qu'à la maison, et sur le rôle formateur des activités de résolution de problèmes. Dans cette perspective, chaque chapitre comporte une rubrique de travaux pratiques.
• Développer les capacités d'organisation et de communication, renforcer les objectifs d'acquisition de méthodes et promouvoir l'unité de la formation des élèves en exploitant les interactions entre les différentes parties du programme et entre les mathématiques et les autres disciplines.