折射儀的基本原理即為折射定律:n1,n1n2為交界面的兩側的兩種介質的折射率。若光線從光密介質進入光疏介質,入射角小于折射角,改變入射角可以使折射達到90°,此時的入射角稱為臨界角,本儀器測定折射率是基于測定臨界角的原理。
當不同角度光線射入AB面時,其折射都大于ⅰ,如果用一望遠鏡對出射光線視察,可以看到望遠鏡視場被分為明暗兩部分,二者之間有明顯分界線。明暗分界處即為臨界角的位置。