Pri prechode svetelného lúča z jedného optického prostredia do druhého prostredia s rozličnými indexmi lomu možno uhol prechádzajúceho lúča vypočítať použitím Snellovho zákona. Ak lúč prechádza z prostredia s nižším indexom lomu do prostredia s vyšším indexom lomu, napríklad zo vzduchu do vody, existuje ku každému prichádzajúcemu lúču, lúč ktorý prechádza do druhého prostredia. Tu treba poznamenať, že amplitúda prechádzajúceho lúča môže byť malá. Ak prechádza svetelný lúč z prostredia s vyšším indexom lomu do prostredia s nižším indexom lomu, napríklad z vody do vzduchu, uhol b je väčší ako uhol a - pozri obrázok A. Existuje istý kritický uhol a_c , pre ktorý sa uhol b rovná p/2 – pozri obrázok B. Pre každý väčší uhol a ako je a_c , neprechádza do druhého prostredia žiadny lúč. Nastáva dokonalý odraz – rozhranie sa správa ako dokonalé zrkadlo. Kritický uhol nazývame Brewsterov uhol.

Existuje jedna zaujímavá aplikácia javu dokonalého odrazu. V studenom dni, keď svieti na asfaltovú (teda čiernu) cestu slnko, cesta sa ohrieva rýchlejšie ako okolitý vzduch. Nad povrchom cesty sa vytvorí tenká vrstva vzduchu, ktorý sa prehrieva od povrchu. Ak je bezvetrie, vytvorí sa ostrá hranica medzi studeným a teplým vzduchom. Teplý vzduch je redší ako studený z toho dôvodu je index lomu vzduchu tesne nad cestou nižší ako je index lomu okolitého prostredia. Rozdiel indexov lomu je malý, ale ak sa pozeráme pod veľkým uhlom – merané od kolmice – sú splnené podmienky dokonalého odrazu. Vodičovi idúcemu autom (pozri obrázok), ktorý je umiestnený nízko nad vozovkou, sa zdá že na ceste sú mláky vody.

V exotických krajinách sa jav dokonalého odrazu uplatňuje pri vzniku fatamorgány, v našich krajinách sa podľa mojich vedomostí nepozoruje.

Vďaka totálnemu odrazu na rozhraní dvoch povrchov možno pozorovať toto krásne zrkadlenie - na tejto stránke zobrazené pomocou JAVA appletu. Vlnenie v skutočnosti vzniká vďaka tepelnému pohybu povrchu.