Mõõtmistega on kindlaks tehtud, et valguse kiirus erinevates keskkondades on erinev. Kõige suurem on valguse kiirus vaakumis, kus tema väärtuseks on 300 000 km/s, kõigis teistes keskkondades on valguse kiirus aga sellest aeglasem. Seda kui palju on valguse kiirus on läbipaistvas keskkonnas väiksem kui vaakumis iseloomustab keskkonna optiline tihedus. Mida suurem on keskkonna optiline tihedus, seda aeglasemalt liigub valgus võrreldes vaakumiga.

Kui valgus jõuab kahe keskkonna eralduspinnale, siis muudab ta seal oma levimise suunda. Kui valgus läbib lahutuspinda ja jätkab muutunud suunas levimist uues keskkonnas, nimetatakse nähtust valguse murdumiseks.

Nii nagu valguse peegeldumist, nii kirjeldatakse ka valguse murdumist järgmiste mõistetega: valguse esialgset levimissuunda kirjeldab langev kiir, muutunud levimissuunda kirjeldab murdunud kiir ning suuna muutust kirjeldatakse vastavate nurkadega. Langemisnurk on nurk, mis jääb langeva kiire ja lahutuspinna ristsirge vahele, murdumisnurk on nurk, mis jääb murdunud kiire ja pinna ristsirge vahele.

Saame näidata, et valguse levimine on pööratav – see tähendab muutes valguse levimise vastupidiseks valguskiire tee jääb samaks.