빛이 서로 다른 매질의 경계면에서 굴절할 때 입사각과 굴절각의 사인값의 비를 굴절률이라고 하며, 빛의 굴절률은 매질의 종류와 파장(진동수)에 따라 다르다.

굴절계는 빛에 대한 물질의 굴절률을 측정하기 위한 기계를 말한다.

물질의 고유 굴절지수에 바탕두어 모르는 물질을 규명하는데도 사용될 수 있으며, 혹은 특정 물질의 순도의 평가,혹은 한 물질이 다른 물질에 용해되어있는 농도측정에도 사용된다.

일반적으로 굴절계는 액체의 농도 측정에 사용되는데 예를 들어 설탕의 성분(Brix :브릭스)나 의학적인 분야에서는 혈액 단백질, 소변중의 염도나 비중의 측정에도 사용된다. 탄산 음료, 과일, 주스, 및 야채 등의 당문 함량의 측정에서도 사용되며, 부동액이나 절단 용액 및 사업용 액체의 농도측정에도 사용된다.

굴절률이 알려져 있지 않은 물질을 굴절률이 알려져 있는 물질에 광학적으로 접속시켜 그 경계면에서의 전반사를 이용하여 측정한다.

액침 굴절계, 아베굴절계, 풀프리히굴절계 등이 있다.