Nhiều nền văn hoá cổ xưa đã thực hiện các hình thức trị liệu ánh sáng khác nhau, bao gồm người Hy Lạp cổ đại, Ai Cập cổ đại, và La Mã cổ đại. Những người định cư ở Inca, người Assyria và người Đức xa xưa cũng tôn thờ mặt trời như một vị thần mang lại sức khỏe. Các tài liệu y học Ấn Độ từ năm 1500 TCN mô tả cách điều trị kết hợp các thảo mộc với ánh sáng mặt trời tự nhiên để điều trị các vùng da không có sắc tố. Kinh điển Phật giáo từ những tài liệu Trung Hoa năm 200 sau Công nguyên và thế kỷ 10 cung cấp các tham khảo tương tự.

Bác sĩ người Faroe Niels Ryberg Finsen được cho là cha đẻ của phương pháp trị liệu bằng ánh sáng hiện đại. Ông đã phát triển nguồn sáng nhân tạo đầu tiên cho mục đích này. Finsen đã sử dụng ánh sáng bước sóng ngắn để điều trị bệnh lao da (lupus vulgaris), một chứng nhiễm trùng da do Mycobacterium tuberculosis gây ra. Ông cho rằng tác động có lợi là do ánh sáng cực tím giết chết vi khuẩn nhưng những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng ống kính và hệ thống lọc của ông không cho phép bước sóng ngắn như vậy đi qua, dẫn đến kết luận rằng ánh sáng khoảng 400 nanomét tạo ra phản ứng oxy giết chết vi khuẩn.[57] Finsen cũng sử dụng ánh sáng đỏ để điều trị thương tổn bệnh đậu mùa. Ông đã nhận được giải Nobel Sinh lý học và Y khoa năm 1903.[58] Bằng chứng khoa học cho một số phương pháp điều trị của ông bị thiếu, bệnh đậu mùa bị diệt trừ sau này và phát triển kháng sinh cho bệnh lao dẫn tới liệu pháp ánh sáng lỗi thời với những bệnh này.[59]

Từ cuối thế kỷ 19 đến đầu những năm 1930, liệu pháp ánh sáng được coi là một liệu pháp y học hiệu quả và chính thống ở Anh về tình trạng bệnh như "trẻ ốm yếu" và các bệnh khác. Các thử nghiệm có kiểm soát của nhà khoa học y khoa Dora Colebrook do Hội đồng Nghiên cứu Y khoa ủng hộ chỉ ra rằng liệu pháp ánh sáng không có hiệu quả đối với nhiều tình trạng bệnh như vậy.[60]

Kể từ đó một loạt các phương pháp điều trị bằng cách sử dụng ánh sáng có kiểm soát đã được phát triển. Mặc dù sự hiểu biết phổ biến của mọi người về "liệu pháp ánh sáng" có liên quan đến điều trị trầm cảm theo mùa, rối loạn nhịp độ hằng ngày và các bệnh ngoài da như bệnh vẩy nến, các ứng dụng khác bao gồm việc sử dụng liệu pháp laser cấp thấp, ánh sáng đỏ, ánh sáng cận hồng ngoại và tia cực tím để điều trị đau, điều trị da, mọc tóc và làm lành nhanh vết thương.