Stel je een lepel voor die in een half glas water wordt geplaatst. De lepel lijkt te buigen bij de lucht-watergrens. Dit komt omdat de lichtstralen die je ogen bereiken van onder water van richting veranderen wanneer ze de lucht in gaan. Dit fenomeen staat bekend als breking. Er zijn verschillende factoren die bepalen onder welke hoek een lichtstraal zal buigen wanneer deze van het ene medium in het andere overgaat.
Als een lichtstraal van het ene medium naar het andere gaat - van lucht naar glas bijvoorbeeld - loodrecht op het oppervlak tussen de media, verandert hij niet van richting, maar gaat hij er dwars doorheen. Als het echter het oppervlak raakt onder een hoek met de loodlijn, verandert het van richting terwijl het naar het tweede medium beweegt. De hoek die de lichtstraal maakt met de loodlijn in het eerste medium wordt de invalshoek genoemd. De hoek die de lichtstraal maakt met de loodlijn in het tweede medium wordt de brekingshoek genoemd. De relatie tussen de invalshoek (i) en brekingshoek (r) wordt gegeven door de wet van Snellius: sin (r)/ sin (i) = ni/nr, waarbij ni de brekingsindex van het eerste medium is en nr de brekingsindex van het tweede medium. Voor een vast paar media is ni/nr vast. Het is dus duidelijk dat wanneer de invalshoek i verandert, de brekingshoek r ook verandert.
Uit de wet van Snell kun je zien dat de brekingshoek afhangt van de verhouding ni/nr van de brekingsindices van de twee media. Als nr groter is dan ni -- bijvoorbeeld wanneer licht van lucht (ni = 1,0) naar glas (ni = 1,5) gaat -- dan is de brekingshoek kleiner dan de invalshoek, d.w.z. de lichtstraal buigt naar de loodlijn op het oppervlak tussen de twee media wanneer deze de tweede oversteekt medium. Als nr kleiner is dan ni, buigt de lichtstraal die een ander medium binnenkomt weg van de loodlijn op het oppervlak tussen de twee media.
De brekingshoek hangt ook af van de golflengte van het licht. Zichtbaar licht van verschillende kleuren heeft verschillende golflengten en enigszins verschillende brekingsindices. Het verschil is zo klein dat je het niet ziet als wit licht bijvoorbeeld door een vlakke glasplaat gaat. Maar wanneer wit licht door een prisma gaat en twee keer wordt gebroken op de twee oppervlakken, buigt elke kleur onder een andere hoek en kun je de afzonderlijke kleuren duidelijk zien.
In sommige speciale gevallen kan de brekingsindex in een medium afhangen van de richting waarin licht door het medium gaat. Bepaalde minerale kristallen hebben twee verschillende brekingsindices in twee richtingen en staan bekend als dubbelbrekende materialen. Toermalijn is bijvoorbeeld een kristal met twee brekingsindices: 1.669 en 1.638. Voor deze materialen hangt de brekingshoek af van de oriëntatie van de grens tussen de media met de speciale assen van het kristal.