Dans un milieu transparent, homogène et isotrope, la lumière se propage en ligne droite mais à une vitesse v = c n v=\\frac{c}{n} v=nc où le scalaire n est une grandeur sans dimension, appelé indice de réfraction.
Les lois de la réflexion s'énoncent ainsi : le rayon réfléchi, le rayon incident et la normale (au dioptre) sont contenus dans le plan d'incidence ; les angles incidents et réfléchis sont égaux en valeurs absolues ; θ1 et θ2 vérifient : θ2 = - θ1.
L'optique géométrique permet d'étudier très simplement la trajectoire des rayons lumineux et la formation des images, dans des situations où la résolution des équations de Maxwell est trop complexe pour être envisageable.