कल्पना कीजिए कि आधा गिलास पानी में एक चम्मच रखा गया है। चम्मच हवा-पानी की सीमा पर झुकता हुआ प्रतीत होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी के नीचे से आपकी आंखों तक पहुंचने वाली प्रकाश किरणें हवा में जाने पर दिशा बदल देती हैं। इस घटना को अपवर्तन के रूप में जाना जाता है। ऐसे कई कारक हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश की किरण किस कोण पर झुकेगी।
यदि कोई प्रकाश किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में - उदाहरण के लिए हवा से कांच तक - मीडिया के बीच की सतह के लंबवत पार हो जाती है, तो यह दिशा नहीं बदलती है, यह ठीक से गुजरती है। यदि, हालांकि, यह सतह को लंबवत कोण पर हिट करता है, तो यह दिशा बदलता है क्योंकि यह दूसरे माध्यम में जाता है। प्रकाश किरण पहले माध्यम में लम्ब के साथ जो कोण बनाती है उसे आपतन कोण कहते हैं। प्रकाश किरण दूसरे माध्यम में लम्ब के साथ जो कोण बनाती है उसे अपवर्तन कोण कहते हैं। आपतन कोण (i) और अपवर्तन कोण (r) के बीच संबंध स्नेल के नियम द्वारा दिया गया है: sin (r)/ sin (i) = ni/nr, जहाँ ni पहले माध्यम का अपवर्तनांक है और nr दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक है। मीडिया की एक निश्चित जोड़ी के लिए, ni/nr निश्चित है। तो यह स्पष्ट है कि जब आपतन कोण में परिवर्तन होता है, तो अपवर्तन कोण r भी बदल जाता है।
स्नेल के नियम से आप देख सकते हैं कि अपवर्तन कोण दोनों माध्यमों के अपवर्तनांकों के n/nr के अनुपात पर निर्भर करता है। यदि nr ni से बड़ा है - उदाहरण के लिए जब प्रकाश हवा (ni = 1.0) से कांच (ni = 1.5) तक जाता है - तो अपवर्तन कोण इससे छोटा होता है आपतन कोण, अर्थात्, प्रकाश किरण दो मीडिया के बीच सतह के लंबवत की ओर झुकती है क्योंकि यह दूसरे माध्यम में जाती है माध्यम। यदि nr, ni से छोटा है, तो दूसरे माध्यम में प्रवेश करने वाली प्रकाश किरण दोनों माध्यमों के बीच की सतह पर लंबवत से दूर झुक जाती है।
अपवर्तन कोण प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर भी निर्भर करता है। अलग-अलग रंगों के दृश्य प्रकाश में अलग-अलग तरंग दैर्ध्य और अपवर्तन के थोड़े अलग संकेतक होते हैं। अंतर इतना छोटा है कि उदाहरण के लिए जब सफेद रोशनी कांच की एक सपाट प्लेट से गुजरती है तो आप इसे नहीं देखते हैं। लेकिन जब सफेद प्रकाश एक प्रिज्म से होकर गुजरता है और दो सतहों पर दो बार अपवर्तित होता है, तो प्रत्येक रंग एक अलग कोण पर झुकता है और आप अलग-अलग रंगों को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं।
कुछ विशेष मामलों में, किसी माध्यम में अपवर्तन का सूचकांक उस दिशा पर निर्भर कर सकता है जिसमें प्रकाश माध्यम से होकर गुजरता है। कुछ खनिज क्रिस्टल में दो दिशाओं के साथ अपवर्तन के दो अलग-अलग सूचकांक होते हैं और इन्हें द्विअर्थी सामग्री के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, टूमलाइन दो अपवर्तक सूचकांकों वाला एक क्रिस्टल है: 1.669 और 1.638। इन सामग्रियों के लिए, अपवर्तन का कोण क्रिस्टल के विशेष अक्षों के साथ मीडिया के बीच की सीमा के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है।