Διάθλαση είναι το φαινόμενο κατά το οποίο μία ακτίνα φωτός που μπαίνει σε κάποιο υλικό «σπάζει» (αποκλίνει), με τον τρόπο που φαίνεται να «σπάζει» το πλαστικό καλαμάκι σ’ ένα ποτήρι νερό.

  Όταν έχουμε διπλή διάθλαση, η εισερχόμενη ακτίνα στο υλικό, δεν αποκλίνει απλώς σαν μία ακτίνα, αλλά χωρίζεται σε δύο ακτίνες. Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται στο καλσίτη, μοϊσανίτη, και άλλα υλικά. Η διάθλαση είναι μία ιδιότητα του υλικού που χρησιμοποιεί η γεμολογία, για να προσδιορίσει την ταυτότητα του.

    Ο καλσίτης είναι διπλοδιαθλαστικό υλικό. Λόγω αυτού του φαινομένου το μολύβι που τοποθετούμε κάτω από ένα κρύσταλλο καλσίτη, φαίνεται διπλό.