Die Firma Carl Zeiss begann mit der Produktion optronischer Geräte für militärische und zivile Anwendung in den 1890er Jahren. Die ersten Zielfernrohre und stereoskopischen Entfernungsmesser wurden im Jahr 1895 entwickelt. Der militärische Geschäftsbereich wurde mit der Lieferung von Prismen-Ferngläsern an die preußische Armee kurze Zeit später gegründet. Schon früh wurden auch für die Marine Geräte entwickelt. Das Periskop für das experimentelle deutsche U-Boot Forelle wurde 1903 ausgeliefert. Während des Ersten und Zweiten Weltkriegs konzentrierte sich Carl Zeiss fast ausschließlich auf die Herstellung militärischer Optiken.
In den 1960er und 1970er Jahren beeindruckte Carl Zeiss mit zahlreichen Innovationen wie beispielsweise hochauflösenden Wärmebildkameras und dem bekannten Periskop Peri R12. Es wurde als erstes seiner Art, aufgrund seines Stabilisierungssystems, auch im Kampfpanzer Leopard I verwendet.
Das Unternehmen – ursprünglich gegründet um das Geschäftsfeld Verteidigung zu erschließen – fusionierte mit Eltron einer Tochter der Deutsche Aerospace Aktiengesellschaft (DASA) zur Zeiss Eltro Optronic GmbH mit Hauptsitz in Heidelberg. 2004 wurde daraus die Firma Carl Zeiss Optronics GmbH.
2012 erfolgte die Übernahme durch die Firma Cassidian, eine Division des EADS-Konzerns. Unter dem Namen Cassidian Optronics GmbH werden die optischen und optronischen Aktivitäten der Carl Zeiss Optronics GmbH künftig weitergeführt.
ZEISS hat die Herstellung von Produkten für die militärische Anwendung 2012 mit dem Verkauf des Bereiches eingestellt.