La lumière se réfracte lorsqu'elle traverse la frontière de deux matériaux différents parce que la vitesse et la longueur d'onde de la lumière changent dans différents milieux. La lumière ne se réfracte pas lorsqu'elle traverse deux milieux d'indices de réfraction identiques, ou lorsque il tombe perpendiculairement à l'interface.
La réfraction de la lumière d'un milieu où elle se déplace plus rapidement vers un milieu où elle se déplace plus lentement est dans la direction de la normale à l'interface. Cette forme de réfraction se produit lorsque la lumière passe de l'air à l'eau ou au verre, car elle est plus rapide dans le premier que dans le second. La lumière voyageant d'un milieu plus lent à un milieu plus rapide se réfracte loin de la normale vers l'interface. Le degré de réfraction du milieu le plus lent au plus rapide est égal et opposé à la réfraction du plus rapide au plus lent. Le degré de réfraction entre deux milieux est quantifié par leurs indices de réfraction respectifs. Au fur et à mesure que la valeur de l'indice de réfraction relatif entre deux milieux augmente, le degré de réfraction d'un rayon lumineux traversant l'interface entre les deux milieux augmente également. La réfraction de la lumière est régie par la loi de Snell, qui stipule que les indices de réfraction entre deux milieux sont proportionnels à l'inverse des sinus des angles incident et émergent d'un rayon lumineux par rapport à la normale.
