Η κάμψη του φωτός όταν ταξιδεύει από το ένα μέσο σε άλλο με διαφορετικές οπτικές πυκνότητες ονομάζεται διάθλαση. Η διάθλαση συμβαίνει επειδή το φως αλλάζει ταχύτητα καθώς περνά από το ένα μέσο σε άλλο. Ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου είναι ένα μέτρο του πόσο η ταχύτητα του φωτός μειώνεται στο μέσο. Όταν το φως ταξιδεύει από ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης, λυγίζει προς το φυσιολογικό (το κάθετο στην επιφάνεια). Όταν το φως ταξιδεύει από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, λυγίζει μακριά από το κανονικό.
Η ποσότητα κάμψης εξαρτάται από τη διαφορά στους δείκτες διάθλασης των δύο μέσων. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στους δείκτες διάθλασης, τόσο μεγαλύτερη είναι η κάμψη.
Η διάθλαση είναι υπεύθυνη για πολλά οπτικά φαινόμενα, όπως ο σχηματισμός ουράνιων τόξων και η κάμψη του φωτός μέσω φακών. Χρησιμοποιείται επίσης σε μια ποικιλία οπτικών συσκευών, όπως τηλεσκόπια, μικροσκόπια και κάμερες.