La deflessione della luce quando viaggia da un mezzo a un altro con densità ottiche diverse è chiamata rifrazione. La rifrazione avviene perché la luce cambia velocità mentre passa da un mezzo all'altro. L'indice di rifrazione di un mezzo è una misura di quanto viene ridotta la velocità della luce nel mezzo. Quando la luce viaggia da un mezzo con un indice di rifrazione più basso a un mezzo con un indice di rifrazione più alto, si piega verso la normale (la perpendicolare alla superficie). Quando la luce viaggia da un mezzo con un indice di rifrazione più alto a un mezzo con un indice di rifrazione più basso, si piega allontanandosi dalla normale.

L'entità della flessione dipende dalla differenza negli indici di rifrazione dei due mezzi. Maggiore è la differenza negli indici di rifrazione, maggiore è la flessione.

La rifrazione è responsabile di molti fenomeni ottici, come la formazione degli arcobaleni e la deflessione della luce attraverso le lenti. Viene anche utilizzato in una varietà di dispositivi ottici, come telescopi, microscopi e fotocamere.