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由于光在不同介质中传播的速率不同，所以当光线由一种介质A进入另一种介质B时，其前进的方向会发生改变（除非光线与两介质的界面垂直），这种现象称为光的折射（如图2-6所示）。
图2-6 光的折射现象
把光在空气中的速率c 空气 和待测液体中的速率c 液体 之比，定义为该物质的折光率，又称折射率（n）。根据光的折射定律，这两种速率之比也等于入射角（α）正弦和折射角（β）正弦之比，并能通过实验测定，即
作为液体物质纯度的标准，它比沸点更为可靠，能精确而方便地测定出来。利用折射率，可鉴定未知化合物，如果一个化合物是纯的，那么就可以根据所测得的折射率与已知化合物的折射率相比较，排除考虑中的其他化合物，确定和鉴定出该未知物。此外，折射率还可用于确定液体混合物的组成。当各组分结构相似和极性较小时，混合物的折射率和物质的量（摩尔）组成之间常成简单的线性关系，因此，在蒸馏两种以上的液体混合物且当各组分沸点彼此接近时，就可以利用折射率来确定馏分的组成。
同一物质的折光率随入射光波长和测定温度的不同而不同。一般地，折光率随着入射光的波长降低而升高，随温度升高而降低。因此，在折光率表示中要注明测定时的温度和波长，即：
，t是测试时的温度（℃），λ是入射光波长（nm）。一般常用波长为589.3nm的钠光（以D表示）在温度为20℃时测定，即用
作为某种液体的标准折射率。例如，用波长为589.3nm的钠光，在温度为20℃时测定水的折射率为1.3330。表示为
=1.3330。对于液体有机物来说，一般温度每升高1℃折光率随之下降0.00035~0.00055，通常取其平均近似值0.00045作为变温常数，通过下列式子能将在某一温度下测定的折射率换算成20℃时的折射率。
测定折射率最常用的仪器是阿贝（Abbe）折射仪（如图2-7）。当光由介质A进入介质B时，若介质A对于介质B是光疏物质，即n A ＜n B ，则折射角β必小于入射角α。当入射角为90°，sinα=1时，这时的折射角达到最大值，称为临界角，用β 0 表示。在一定波长与一定条件下，β 0 是一个常数，它与折射率的关系为：
图2-7 Abbe（阿贝）折射仪
因此，通过测定临界角β 0 ，就能得到折射率。这就是通常所用的阿贝折射仪的基本原理。
为了测定β 0 值，阿贝折射仪采用了“半明半暗”的方法。就是让单色光由0°~90°的所有角度从介质A射入介质B，这时介质B中临界角以内的整个区域均有光线通过，因而是明亮的；而临界角以外的全部区域没有光线通过，因而是暗的，明暗两区域的界限十分清楚。如果在介质B的上方用一目镜观测，就可看到一个界限清晰的半明半暗图像。介质不同，临界角也不同，目镜中明暗两区的界限位置也不一样。如果在目镜上刻上一“+”字交叉线，改变介质B与目镜的相对位置，使每次明暗两区的界限总是与“+”字交叉线的交点重合，通过测定其相对位置（角度），并经换算，便可得到折射率。阿贝折射仪标尺上所刻的读数即是换算后的折射率。阿贝折射仪还装有消色散装置，故可直接使用白光，其所得的数值与钠光线所测的一致。
仪器主要部分由一个望远镜和两块直角棱镜组成。上面一块棱镜是光滑的，下面的是磨砂的。当将两块棱镜紧压在一起时，在其间的液体被压成一层薄膜，当光线由反射镜反射入下面的磨砂棱镜时，光发生漫射，以不同入射角射入两棱镜间液层，然后到达上面棱镜光滑表面上。由于棱镜的折射率很高，一部分光线可以再经折射进入空气而到达测量目镜，另一部分光线则发生全反射。调节螺旋使望远镜中的视野如图2-8所示，使半明半暗界限清晰并与目镜的“+”字交叉线交点重合，然后由读数镜中读出折射率。
图2-8 折射仪的调节
将折射仪与超级恒温槽相连，恒温后（温度应控制在±0.1℃之内）把棱镜分开，用少量丙酮或乙醇润湿上下镜面，稍干后用擦镜纸顺一个方向轻擦镜面。待晾干后在下面棱镜（要处于水平位置）上加1滴蒸馏水，关闭棱镜（旋紧），转动反射镜使光进入棱镜，并使望远镜内视场明亮。转动左面刻度盘（粗调），直到镜内有界线或出现彩色光带。若出现彩色光带，可转动消色散调节器至界线明暗清晰。再转动左面刻度盘（微调），使界限恰好通过“+”字的交点，记下读数。重复两次，将测得水的平均折射率与纯水折射率标准值（
=1.3330）比较，可求得仪器的校正值。如校正值太大时整台仪器必须重新调试。
使用折射仪时，应注意不要使仪器曝晒于阳光下；用滴管或玻棒滴加样品时，不能触及棱镜，以免在棱镜上造成划痕；严禁使用对棱镜、金属保温套以及它们之间的粘合剂有腐蚀或溶解作用的样品。
应当指出，阿贝折射仪不能在较高温度下使用，对于易挥发或易吸水样品，调试也有困难，另外对样品的纯度要求也较高。
（1）在滴加样品时，要小心操作，防止滴管触碰折射镜表面，否则镜面会划出伤痕而损坏。
（2）不要用阿贝折射仪测定强酸、强碱等有腐蚀性的液体。
（3）操作过程中，严禁油手或汗手触及光学零件，以免污染零件。
（4）要注意保养仪器，搬动仪器时，应避免强烈振动或撞击，以防止损伤光学零件及影响仪器精度。