Moderní optické myši nezávislé na povrchu fungují na principu optoelektronického senzoru (v podstatě malé videokamery s nízkým rozlišením), který pořizuje postupné snímky povrchu, na němž myš pracuje. S rostoucím zlevňováním výpočetního výkonu bylo možné zabudovat do samotné myši výkonnější speciální čipy pro zpracování obrazu. Tento pokrok umožnil myši detekovat relativní pohyb na nejrůznějších površích, převádět pohyb myši na pohyb kurzoru a odstranit potřebu speciální podložky pod myš. Konstrukci optické myši s koherentním světlem nezávislou na povrchu si nechal patentovat Stephen B. Jackson ve společnosti Xerox v roce 1988.
Prvními komerčně dostupnými moderními optickými počítačovými myšmi byly Microsoft IntelliMouse s technologií IntelliEye a IntelliMouse Explorer, uvedené na trh v roce 1999 s využitím technologie vyvinuté společností Hewlett-Packard. Fungovala téměř na jakémkoli povrchu a představovala vítané zlepšení oproti mechanickým myším, které zachytávaly nečistoty, rozmarně sledovaly dráhu, vyžadovaly hrubé zacházení a musely se často rozebírat a čistit. Ostatní výrobci brzy následovali příkladu Microsoftu a používali komponenty vyráběné odštěpným závodem HP Agilent Technologies a během několika následujících let se mechanické myši staly zastaralými.
Technologie, která je základem moderní optické počítačové myši, je známá jako digitální korelace obrazu, což je technologie, která byla poprvé použita v obranném průmyslu pro sledování vojenských cílů. Jednoduchá verze digitální korelace obrazu s binárním obrazem byla použita v optické myši Lyon z roku 1980. Optické myši používají obrazové snímače k zobrazování přirozeně se vyskytující textury v materiálech, jako je dřevo, látka, podložky pod myš a Formica. Tyto povrchy, osvětlené pod úhlem pastvy světelnou diodou, vrhají výrazné stíny, které připomínají kopcovitý terén osvětlený při západu slunce. Snímky těchto povrchů jsou zachyceny v nepřetržitém sledu a vzájemně porovnány, aby bylo možné určit, jak daleko se myš posunula.
Chcete-li pochopit, jak se optický tok využívá u optických myší, představte si dvě fotografie stejného objektu, jen mírně posunuté od sebe. Umístěte obě fotografie na světlý stůl, aby byly průhledné, a posuňte jednu přes druhou, dokud se jejich obrazy nesrovnají. Velikost, o kterou okraje jedné fotografie přesahují přes druhou, představuje posun mezi obrazy a v případě optické počítačové myši vzdálenost, o kterou se posunula.
Optické myši zachytí tisíc nebo více po sobě jdoucích obrazů za sekundu. V závislosti na tom, jak rychle se myš pohybuje, bude každý snímek posunut oproti předchozímu o zlomek pixelu nebo až o několik pixelů. Optické myši tyto obrazy matematicky zpracovávají pomocí křížové korelace, aby vypočítaly, o kolik je každý následující obraz posunutý od předchozího.
Optická myš může používat obrazový snímač s polem monochromatických pixelů 18 × 18 pixelů. Její snímač by obvykle sdílel stejný ASIC jako ten, který se používá pro ukládání a zpracování obrazů. Jedním ze zdokonalení by bylo urychlení procesu korelace využitím informací z předchozích pohybů a dalším zdokonalením by bylo zabránění vzniku mrtvých pásem při pomalém pohybu přidáním interpolace nebo přeskakování snímků.
Vývoj moderní optické myši ve společnosti Hewlett-Packard Co. byl podpořen řadou souvisejících projektů v průběhu 90. let v laboratořích HP. V roce 1992 byl Williamu Hollandovi udělen americký patent 5 089 712 a Johnu Ertelovi, Williamu Hollandovi, Kentu Vincentovi, Rueimingu Jampovi a Richardu Baldwinovi byl udělen americký patent 5 149 980 na měření lineárního posunu papíru v tiskárně pomocí korelace obrazů papírových vláken. Ross R. Allen, David Beard, Mark T. Smith a Barclay J. Tullis získali americké patenty 5 578 813 (1996) a 5 644 139 (1997) za principy dvourozměrné optické navigace (tj. měření polohy) založené na detekci a korelaci mikroskopických, inherentních rysů povrchu, po němž se pohyboval navigační senzor, a na využití měření polohy každého konce lineárního (dokumentového) obrazového senzoru k rekonstrukci obrazu dokumentu. Jedná se o koncepci volného skenování použitou v ručním skeneru HP CapShare 920. Popisem optického prostředku, který jednoznačně překonával omezení koleček, kuliček a válečků používaných v současných počítačových myších, byla předjímána optická myš. Tyto patenty se staly základem pro americký patent 5 729 008 (1998) udělený Travisi N. Blalockovi, Richardu A. Baumgartnerovi, Thomasi Hornakovi, Marku T. Smithovi a Barclayovi J. Tullisovi, kde bylo snímání obrazu povrchových prvků, zpracování obrazu a korelace obrazu realizováno pomocí integrovaného obvodu za účelem získání měření polohy. Zlepšená přesnost 2D optické navigace, potřebná pro použití optické navigace k přesnému 2D měření posunu média (papíru) ve velkoformátových tiskárnách HP DesignJet, byla dále zdokonalena v americkém patentu 6 195 475 uděleném v roce 2001 Raymondu G. Beausoleilovi, Jr., a Ross R. Allen.
Zatímco rekonstrukce obrazu v aplikaci skenování dokumentů (Allen a kol.) vyžadovala rozlišení optických navigátorů v řádu 1/600 palce, implementace optického měření polohy v počítačových myších nejenže těží ze snížení nákladů spojených s navigací při nižším rozlišení, ale také využívá výhodu vizuální zpětné vazby pro uživatele o poloze kurzoru na displeji počítače. V roce 2002 získali Gary Gordon, Derek Knee, Rajeev Badyal a Jason Hartlove americký patent 6 433 780 na optickou počítačovou myš, která měřila polohu pomocí korelace obrazu. Některé malé trackpady fungují jako optická myš.