Chỉ số khúc xạ (n) của một chất so với không khí là tỷ lệ giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ của chùm tia sáng truyền từ không khí vào chất đó.
Chỉ số khúc xạ thay đổi theo bước sóng ánh sáng được dùng để đo và nhiệt độ. Chỉ số khúc xạ có giá trị để định tính và đánh giá sơ bộ mức độ tinh khiết của mẫu đo. Nếu không có hi dẫn gì khác, chỉ số khúc xạ được đo ở 20°C ± 0,5°C với tia sáng có bước sóng tương ứng với vạch D của natri (589.3 nm), ký hiệu n20D.
Máy
Khúc xạ kế dùng để xác định góc tới hạn của môi trường. Phần chủ yếu của khúc xạ kế là một lăng kính có chỉ số khúc xạ biết trước đặt tiếp xúc với môi trường được khảo sát
Hầu hết khúc xạ kế được thiết kế để sử dụng nguồn sáng trắng, khi sử dụng nguồn sáng trắng, khúc xạ kế được trang bị hệ thống bổ chính và được hiệu chuẩn lại để cho kết quả đọc tương ứng với vạch D của đèn natri.
Thang đo chỉ số khúc xạ phải đọc được các giá trị với in nhất 3 số lẻ thập phân.
Nhiệt kế chia độ tới 0,5°C hoặc nhỏ hơn.
Để đạt được độ chính xác, cần thiết phải hiệu chuẩn lại máy với các chất chuẩn do nhà sản xuất cung cấp hay bằng cách xác định chỉ số khúc xạ của nước cất tại 25°C là 1.3325 và tại 20°C là 1,3330.