Lumina refracționează atunci când trece prin limita a două materiale diferite, deoarece viteza și lungimea de undă a luminii se modifică în medii diferite. Lumina nu refracționează atunci când traversează două medii cu indicii de refracție identici sau când cade perpendicular pe interfață.
Refracția luminii de pe un mediu în care se deplasează mai repede într-un mediu în care se deplasează mai lent este în direcția normalului față de interfață. Această formă de refracție are loc atunci când lumina se deplasează din aer în apă sau din sticlă, deoarece este mai rapidă decât cea din urmă. Lumina care călătorește dintr-un mediu mai lent într-unul mai rapid, refractrează de la normal la interfață. Gradul de refracție de la mediul mai lent la cel mai rapid este egal și opus refracției de la cea mai rapidă până la cea mai lentă. Gradul de refracție între două medii este cuantificat prin indicii lor de refracție. Pe măsură ce crește indicele de refracție relativ între două medii, crește și gradul de refracție al unei raze de lumină care traversează interfața dintre cele două medii. Refracția luminii este guvernată de Legea lui Snell, care prevede că indicii de refracție dintre două medii sunt proporțional cu inversul sinusurilor incidentului și a unghiurilor emergente ale unei raze de lumină relativ la normal.
