Kui valguskiir langeb kahe erineva läbipaistva keskkonna lahutuspinnale, siis valgus murdub ehk muudab oma levimissuunda. Valguslaine murdub tingimusel, et keskkonnad on erineva murdumisnäitajaga (ehk optilise tihedusega) ja valgus saab minna esimesest keskkonnast teise. Valgus murdub, kuna valguse levimiskiirus muutub. Kiire suunamuutuse suuruse määrab (Fermat' printsiibist tulenev) murdumisseadus.

Murdumisseadus:

• Langemisnurga ja murdumisnurga siinuste suhe on kindlate keskkondade jaoks jääv suurus.
• Langev kiir, peegelduv kiir ja pinnanormaal on samas tasapinnas.

n1- esimese (kust kiir tuleb) keskkonna murdumisnäitaja;
n2- teise keskkonna (kuhu kiir läheb) murdumisnäitaja

Valem, mis seob murdumisnäitajaid langemis- ja murdumisnurgaga:
 

n(murdumisnäitaja) = c(valguse kiirus vaakumis)/v(valguse kiirus keskkonnas).
Valguse kiirus vaakumis on c = 300 000 km/s

Murdumisseaduse valemit võib olla lihtsam meelde jätta sellisel kujul: .

Murdumisnäitaja (n) näitab, kui palju valgus kindlasse keskkonda üleminekul murdub. Suurema murdumisnäitajaga (ehk optiliselt tihedamasse) keskkonda üleminekul murdub valguskiir pinnanormaalile lähemale (kiir läheb pinna suhtes "rohkem risti").

Näiteks õhu murdumisnäitaja on 1.0003, seega vaakumis on valgus 1.0003 korda kiirem kui õhus, see erinevus on enamiku praktiliste ülesannete jaoks väike.
Selliste ülesannete puhul, kus võrdleme valguse murdumist õhu ja õhust tihedamate keskkondade vahel, võib ümardada õhu murdumisnäitaja üheks. Tegelikult on ainult vaakumis n=1.

Vee murdumisnäitaja n=1.33, vees on seega valgus oluliselt aeglasem kui õhus. Erinevate klaasisortide murdumisnäitajad on vahemikus 1.5-1.7, lisanditega on võimalik klaasi murdumisnäitajat tõsta isegi üle 1.9. Teemandi murdumisnäitaja on 2.42, on olemas veel suuremate murdumisnäitajatega kristalle.

Suhteline murdumisnäitaja: n_s = n₂/n₁ , see on teise ja esimese keskkonna murdumisnäitajate suhe.