Wenn Licht von einem optischen Medium in ein anderes übertritt, erfährt es eine Richtungsänderung. Diese Erscheinung bezeichnet man als "Lichtbrechung".
Grund für diese Richtungsänderung ist die unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in den unterschiedlichen Medien. Vergleichbar ist dies mit einem Schlitten, der einen Hang hinabgleitet und dann auf einen mit Sand bestreuten Weg trifft. Da der Schlitten hier langsamer als auf dem Schnee ist, dreht er sich, wenn die linke (bzw. die rechte) Kufe schon auf dem Sand ist, die rechte (bzw. linke) aber noch nicht.
 

 
Wie beim Reflexionsgesetz beschreibt man auch die Brechung mit Hilfe von Winkeln. Und auch hier verwendet man als Hilfslinie das sog. Lot, also die Gerade, die auf der Grenzfläche der beiden Medien senkrecht steht. Den Winkel, der vom einfallenden Strahl und dem Lot gebildet wird, nennt man Einfallswinkel, den vom gebrochenen Strahl und dem Lot gebildeten Winkel Brechungswinkel.

Ein zahlenmäßiger Zusammenhang kann nur mit Hilfe der Sinusfunktion hergestellt werden. Zunächst reicht es aus, wenn man weiß, daß beim Übergang von einem optisch dünnen in ein optisch dichteres Medium (in dem sich das Licht langsamer als im dünneren Medium ausbreitet) der Einfallswinkel kleiner als der Brechungswinkel ist, beim Übergang von einem optisch dichten in ein optisch dünneres Medium dagegen der Einfallswinkel größer als der Brechungswinkel ist.
Man sagt: Beim Übergang von einem optisch dünnen  in ein optisch dichteres Medium wird der Strahl  zum Lot hin gebrochen, beim Übergang von einem optisch dichten in ein optisch dünneres Medium vom Lot weg gebrochen.