Når en lysbølge passerer fra én type gennemskinneligt stof til et andet, skifter den retning. Passerer en lysbølge fx en vandoverflade, vil bølgen ikke fortsætte i den oprindelige retning, men bliver afbøjet i en for overgangen mellem luft og vand karakteristisk og konstant størrelse. Man udtrykker afbøjningen som et brydningstal, der angiver forholdet mellem den vinkel lysbølgen har før og efter passage fra det ene stof til det andet. Brydningstallet varierer fra stof til stof. For en lysbølge som passerer fra lufttomt rum til vand, ligger det omkring 1,33 (~4/3) og for glas mellem 1,5-1,8 (~3/2). Dvs. en lysbølge som passerer fra luft til glas i en vinkel på 30º vil blive afbøjet til en vinkel på omkring 18º. Lysets afbøjning udnyttes i linsen til at fokusere de lysbølger som rammer linseoverfladen, i ét bestemt punkt (brændpunktet). Og den modsatte vej, til at afbøje lys, som udstrømmer fra brændpunktet til parallelle lysbølger. I en simpel linse er den krumme flade en kugleskal (sfærisk linse), men til særlige formål anvendes andre former (asfærisk linse). For at forklare hvordan fokuseringen sker i en sfærisk linse, kan man betragte den krumme linseoverflade som et vilkårligt antal glasplader med en vinkel på 90º i forhold til den linje, som går fra et vilkårligt punkt på linseoverfladen til centrum af den kugle som linseoverfladen stammer fra. Når en lysbølge rammer den krumme linseoverfade vil den afbøjes i en vinkel dikteret af den vinkel den rammer den imaginære glasplade med.