La réflexion et la réfraction sont deux des modes d'interaction de la lumière avec la matière, l'absorption étant le troisième. La réflexion se produit lorsque la lumière entrante rebondit sur une surface. La réflexion peut être soit cohérente, comme c'est le cas avec un miroir, soit incohérente comme lorsque la lumière se réfléchit sur une surface blanche. La réfraction implique le ralentissement et la courbure de la lumière lorsqu'elle se déplace dans un milieu.
Le degré auquel une surface réfléchit la lumière est une qualité mesurable appelée albédo. Plus l'albédo est élevé, plus la surface est capable de refléter la lumière entrante. Les surfaces à faible albédo absorbent généralement la lumière entrante plutôt que de la refléter ou de la réfracter.
La réfraction se produit sous forme de transitions lumineuses d'un milieu, tel que l'air, à un autre tel que le verre ou l'eau. En traversant la substance transparente, les ondes lumineuses ralentissent ou s'accélèrent selon la densité du nouveau support. Les différentes longueurs d'onde de la lumière blanche ralentissent chacune à un rythme différent, ce qui courbe certaines longueurs d'onde plus que d'autres. Le résultat de ceci est que la lumière passant à travers des gouttelettes d'eau en suspension dans un nuage ou un prisme de verre dans un laboratoire peut se répandre dans ses couleurs constitutives et former un arc-en-ciel.
