Refrakcija se pojavljuje kada svjetlost ipak uđe u medij (kao u prva dva od navedenih slučajeva refleksije). To je promjena putanje svjetlosne zrake i povezana je s interakcijom svjetla s medijem, koji može dovesti do arpsorbcije svjetla i može uzrokovati promjenu svjetlosne brzine. Veličina ove interakcije definirana je svojstvom medija, kojeg zovemo indeks refrakcije.
U slijedećim navedenim vrijednostima, možemo primijetiti da je svjetlosna zraka svinuta u odnosu na normalnu putanju, pa je kut nagiba veći nego li je kut refrakcije. To se događa zbog toga što je indeks refrakcije zraka (1.0). Pleksiglas ima indeks refrakcije 1.495, a indeks polistirena (prozirna umjetna plastična masa) je 1.591.
Vrlo je važno da navedeno uzmemo u obzir i za ubuduće, kako ćemo vidjeti za trenutak.
Zamislimo sad da je svjetlosna zraka prošla kroz staklo i dosegla pozadinu – pretpostavit ćemo da je staklo jedan pravokutan blok, sa pozadinom, koja je paralelna prednjoj strani. U tom slučaju, dogodit će se nešto od već navedenog: sva svjetlost može napustiti medij, sva svjetlost može ne napustiti medij ili samo dio svjetlosti je napusti. Primjerice, da sva svjetlost napusti staklo. Svjetlosna zraka je sada refraktirajuća, kao prije, samo sad ulazi u medij (zrak) s manjim refraktivnim indeksom, tako da je kut refrakcije trenutačno veći nego kut nagiba. Zbog toga što je situacija upravo suprotna, onoj prvoj (refleksiji); svjetlost izbija na površinu kroz staklo, uz liniju, paralelnu s izvornom putanjom kroz zrak, ali je i nešto malo pomaknuta u stranu.
Optika, koja se koristi u svjetionicima, iskorištava ova svojstva refleksije i refrakcije, na način da se pri dizajnu uređaja upotrebljavaju stakla različitih veličina i oblika, kako bi se sakupile i koncentrirale svjetlosne zrake iz svjetlosnog izvora. Sustav, koji koristi samo refrakciju, naziva se dioptrički; dok se sustav, koji koristi samo refleksiju, naziva katoptrički. Sustav, koji upotrebljava i refleksiju i refrakciju (kao većina modernih optičkih uređaja), naziva se katodioptrički sustav.
