La réfraction est le changement de direction de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu transparent à un autre, par exemple de l'air vers l'eau ou du verre vers l'air. Ce phénomène se produit parce que la vitesse de la lumière n'est pas la même dans tous les milieux.

Lorsque la lumière arrive sur la surface séparant deux milieux, une partie est généralement réfléchie et une autre est réfractée, c'est-à-dire qu'elle pénètre dans le nouveau milieu en changeant de direction.

• Si la lumière entre dans un milieu où elle se déplace plus lentement, le rayon se rapproche de la normale.
• Si elle entre dans un milieu où elle se déplace plus rapidement, le rayon s'éloigne de la normale.
• La réfraction explique pourquoi un bâton plongé dans l'eau semble cassé ou pourquoi le fond d'une piscine paraît moins profond qu'il ne l'est réellement.
• Les lois de la réfraction sont décrites par la loi de Snell-Descartes.

Les lentilles utilisent la réfraction pour dévier la lumière et former des images. Elles sont fabriquées en verre ou en plastique transparent et possèdent au moins une surface courbe.

• Une lentille convergente rapproche les rayons lumineux vers un même point appelé le foyer. Elle est utilisée dans les loupes, les microscopes, les appareils photo et l'œil humain.
• Une lentille divergente écarte les rayons lumineux. Elle est notamment utilisée pour corriger certains défauts de la vision, comme la myopie.

Les lentilles sont présentes dans de nombreux instruments optiques : lunettes, jumelles, télescopes, microscopes, objectifs photographiques et caméras. Elles permettent d'agrandir, de réduire ou de mettre au point les images selon leur forme et leur position.

La réfraction est également responsable de nombreux phénomènes naturels, comme les mirages, les arcs-en-ciel ou les déformations apparentes des objets observés à travers l'eau.