빛의 파동은 서로 성질이 다른 매질에서는 속도에 차이가 있다. 공기를 통과할 때의 속도와 유리를 통과할 때 속도가 다르다. 빛이 A매질에서 B매질로 통과할 때, 같은 파동이지만 다른 속도로 나아간다. 빛이 서로 다른 매질의 경계면을 통과하며 꺾이는 정도를 굴절률이라고 한다. 기준이 되는 매질을 진공이나 공기로 보고 진공에서 빛의 속도 c와 어떠한 매질 중의 빛의 속도 v의 비 c/v를 어떠한 매질의 굴절률이라 표현하는 경우가 일반적이다. 같은 매질이라도 파동의 종류에 따라 전달 속도가 차이가 나기 때문에 굴절률도 다른 값을 갖게 되며, 마찬가지로 같은 매질을 진행하는 동일한 종류의 파동이라도 파장에 따라서 굴절률이 달라질 수 있다. 두 매질의 경계면을 진행하는 파동이 굴절되는 정도를 나타내기 때문에 굴절률이라 하며, 굴절도(屈折度)라 하기도 한다. 굴절률에는 절대 굴절률과 상대 굴절률이 있다. 절대굴절률은 진공에 대한 어떤 매질의 굴절률로 물질에 따라 다르며 표로 정해져 있다. 상대굴절률은 제1매질이 진공이 아닌 굴절률로 계산을 통해 얻을 수 있다. ① 상대굴절률 : 빛이 매질 1에서 매질 2의 경계면에 입사하여 굴절할 때, 입사각 i와 굴절각 r 사이에 성립하는 스넬의 법칙 sini/sinr =n₁₂에서, 상수 n₁₂를 매질 2의 매질 1에 대한 상대굴절률이라고 한다. 매질 1, 2의 절대굴절률을 n₁, n₂ 라 하면 n₁₂ = n_{2 /} n₁ 이다. ② 절대굴절률: 진공에 대한 상대굴절률. 보통 굴절률이라고 하면 절대굴절률을 가리키는 경우가 많다. 빛의 진공내 속도와 그 매질 내 속도의 비이며 스넬의 법칙에 따르지 않는 광선에 대하여는 이 관계로 굴절률을 정의한다. 투명물질에서는 유전상수를 , 자기투과율을 라 하면(가우스단위계) 맥스웰방정식에서 굴절률 가 유도된다. 대부분의 경우 는 1에 가까우므로 n가 된다. n은 빛의 진동수에 따라 변하고 편극도(分極率)와의 관계는 로렌츠-로렌스의 식과 같다. 결정 등의 광학적 비등방체에 대한 굴절률은 텐서(tensor)가 되고, 주굴절률은 주유전상수로써 표시한다. 흡수를 수반하는 도체, 또는 광학활성체에 대하여는 복소유전상수(複素誘電常數)에 대응하는 복소굴절률이 이용된다.