כאשר קרן אור עוברת התווך בעל מקדם
שבירה אחד לתווך בעל מקדם שבירה אחר היא נשברת. כלומר, משנה את כיוון ההתקדמות שלה. כיוון
ההתקדמות של הקרן נתון עפ"י המשוואה הבאה:
n
1 sinα
1 = n
2 sinα
2
במשוואה זו n1 ו- n2 מייצגים את מקדם השבירה של שני התווכים השונים. α1 ו- α2 מייצגים את זוית הכניסה וזוית היציאה בהתאמה.
זוית הכניסה נמדדת בין הקרני הפוגעת לבין הניצב לממשק, וזוית היציאה (או השבירה) נמדדת כזוית שבין הקרן היוצאת לבין הניצב לממשק.
חוק זה מסביר תופעות רבות באופטיקה ובעזרתו ניתן לחשב את הגדלתן של עדשות שונות ולהסביר אשליות אופטיות רבות.