Некоторые прозрачные кристаллы (исландский шпат, кварц, слюда, турмалин и др.) обладают свойством двойного лучепреломления: при падении света на кристалл луч раздваивается. Для одного из лучей выполняются законы преломления, и поэтому этот луч называют обыкновенным, для другого - не выполняются, он называется необыкновенным.
Направления, вдоль которых двойного лучепреломления нет и оба луча распространяются с одинаковыми скоростями, называют оптическими осями кристалла. Плоскость, проходящая через оптическую ось и падающий луч, является главной плоскостью.
Скорость распространения обыкновенной волны одинакова по всем направлениям, поэтому ее фронт распространения сферический. Скорость распространения необыкновенного луча различна и поэтому фронт волны эллипсоидный.
Выделив один из двух преломленных лучей, можно получить поляризованный свет. Его энергия составляет не более 50% энергии падающего света.
В призме Николя, которая представляет собой специальным образом обработанный кристалл исландского шпата, обыкновенный луч отводится за счет полного внутреннего отражения.