I prismi rifrattori sfruttano il fatto che la luce apporta cambiamenti di direzione quando passa da un materiale all'altro, ma che le diverse lunghezze d'onda si piegano in quantità diverse. Così, i prismi possono dividere la luce bianca, che in realtà è la luce è composta da più lunghezze d'onda, arrivando con un angolo nei suoi colori costitutivi che escono da diverse angolazioni. Possono anche fare il contrario, condensando più raggi di colore in un raggio bianco.
Ogni solido trasparente ha il proprio indice di rifrazione, un numero che si riferisce al grado in cui si piega la luce entrando o uscendo. Questa flessione è più bassa per le lunghezze d'onda più lunghe e aumenta le lunghezze d'onda più corte. Nella luce visibile, la luce rossa è piegata di meno e la luce viola più. Questo crea un effetto arcobaleno sulla luce in uscita, con ogni colore visibile come strato accanto ai colori adiacenti in lunghezza d'onda.
Questa tendenza a rifrangere la luce più a frequenze più alte in realtà non è universale, ma dipende dalla natura dei materiali. Tuttavia, è vero per la maggior parte dei prismi all'interno dello spettro di luce visibile. La flessione della luce dipende in realtà da quanto la luce viene rallentata, e ogni materiale ha effettivamente una o più lunghezze d'onda che piega di più poiché le loro frequenze corrispondono alle frequenze di risonanza delle particelle costituenti del prisma.
