Licht wird gebrochen, wenn es die Grenze zweier unterschiedlicher Materialien passiert, da sich die Geschwindigkeit und Wellenlänge des Lichts in verschiedenen Medien ändert. Licht wird nicht gebrochen, wenn es zwischen zwei Medien mit identischem Brechungsindex kreuzt oder wenn es fällt senkrecht zur Schnittstelle.
Die Lichtbrechung von einem Medium, in dem es sich schneller ausbreitet, zu einem Medium, in dem es sich langsamer ausbreitet, erfolgt in Richtung der Normalen zur Grenzfläche. Diese Form der Brechung tritt auf, wenn Licht von Luft zu Wasser oder Glas gelangt, weil es in ersterem schneller ist als in letzterem. Licht, das sich von einem langsameren Medium zu einem schnelleren bewegt, wird von der Normalen zur Grenzfläche weg gebrochen. Der Brechungsgrad vom langsameren zum schnelleren Medium ist gleich und entgegengesetzt der Brechung vom schnelleren zum langsameren. Der Brechungsgrad zwischen zwei Medien wird durch ihre jeweiligen Brechungsindizes quantifiziert. Wenn der Wert des relativen Brechungsindex zwischen zwei Medien zunimmt, nimmt auch der Brechungsgrad eines die Grenzfläche zwischen den beiden Medien durchquerenden Lichtstrahls zu. Die Lichtbrechung unterliegt dem Snell-Gesetz, das besagt, dass der Brechungsindex zwischen zwei Medien proportional zum Kehrwert des Sinus des einfallenden und austretenden Winkels eines Lichtstrahls relativ zur Normalen ist.
