Явление двойного лучепреломления заключается в том, что падающий на анизотропный (обладающий разными физическими свойствами по разным направлениям) кристалл, свет внутри кристалла разделяется на 2 луча. Эти лучи плоскополяризованы (плоскости поляризации взаимно 
), и имеют разные скорости распространения. Один из лучей подчиняется обычному закону преломления и называется обыкновенным, другой – необыкновенным.
Для обыкновенного: 
Для необыкновенного: 
Плоскостью падения принято называть плоскость, которая содержит падающий луч и 
к плоскости, на которую падает свет. Если в кристалле есть направление, распространяясь вдоль которого обыкновенный и необыкновенный луч не раздваивается (т.е. идут по одному направлению), то такое направление называется оптической осью кристалла. Плоскость, содержащая падающий луч и оптическую ось называют главной плоскостью (главным сечением) кристалла. Вектор 
обыкновенного луча имеет колебания 
главному, а необыкновенного || главному сечению, т.е. плоскость поляризации необыкновенного луча – это плоскость, параллельная главному сечению. Вследствие этого, необыкновенный луч при повороте кристалла поворачивается вместе с кристаллом. У одноосных кристаллов имеются 
и 
,а у двуосных кристаллов оба луча – необыкновенные – 
.
