La riflessione totale è un fenomeno che avviene nel caso in cui, considerati due diversi mezzi di propagazione della luce, il primo mezzo sia più rifrangente del secondo.

 Quando la luce passa da un mezzo più denso ad uno meno denso, all'aumentare dell'angolo di incidenza i, aumenta anche l'angolo di rifrazione r. Il raggio rifratto si allontanerà progressivamente  dalla normale fino ad arrivare, ad un certo punto,  a formare con essa un angolo di 90°. Da questo punto in poi avremo solo il fenomeno della riflessione; tutta la luce si riflette, come se la superficie di separazione dei due mezzi fosse uno specchio. L'angolo di incidenza a cui corrisponde un angolo di rifrazione di 90°  è chiamato angolo limite l.

sen(i)/sen(r)=n₂/n₁      sen(l)/sen90°=n₂/n₁   sen(l)/1=n₂/n₁

Nel caso in cui il secondo mezzo fosse il vuoto:

sen(l)=1/n₁   perché l'indice di rifrazione del vuoto è pari a uno.

La riflessione totale è responsabile di fenomeni naturali come il miraggio e la fata morgana e sta alla base di strumenti come il periscopio e le fibre ottiche.