阿貝折光儀就是根據這個原理設計的。它的主要部分為兩塊直角棱鏡PI，PII，棱鏡PI的粗糙表面 與PII的光學平面鏡AD之間約有0.1到0.15mm的空隙，用于裝待測液體并使在PI、PII間鋪成一簿層。光線從反射鏡射入棱鏡PI后，由于 面是粗糙的毛玻璃而發生漫射，從各種角度透過縫隙的被測液體；進入棱鏡PII中，由前所知，從各個方向進入棱鏡PII的光線均產生折射，而其折射角都落在臨界角rc之內（因為棱鏡的折射率大于液體的折射率，因此人射角從 到 的全部光線都能通過棱鏡而發生折射）。具有臨界角rc的光線穿出棱鏡PII后射于目鏡上，此時若將目鏡的十字線調節到適當位置，則會見到目鏡上半明半暗。
從幾何光學原理可以證明，縫隙中液體的折射率n液與rc間的關系為：
n液=sinB
B對一定的棱鏡為一常數，n棱鏡在定溫下也是個定值。所以液體的折射率n液是角rc的函數。由rc可計算液體折射率。折光儀上已經把讀數rc換算成n液的值，可直接讀出n液的值。
在條件下，液體的折射率因所用單色光的波長不同而不同。若用普通白光作為光源，則由于發生色散而在明暗分界線處呈現彩色光帶，使明暗交界不清楚。為了能用白光作光源，故在儀器中還裝有兩個各由三塊棱鏡組成的“阿密西”棱鏡作為補償棱鏡（上面的一塊“阿密西”棱鏡可以轉動），調節其相對位置，在適當取向時，可以使從下面的折射棱鏡出來的色散光線重新成為白光，消除色帶，使明暗界線清楚。此時，用白光測得的折射率即相當于用鈉光D線（波長5890人）所測得的折射率nD。
折射率是物質的特性常數之一，它的數值與溫度、壓力和光源的波長等有關。符號 是指在時用鈉光D線作光源時的物質的折射率。溫度對折射率有影響。多數液態有機物質當溫度每增加時，折射率降低到 ，而固體的折射率和溫度的關系沒有規律，一般不超過。通常大氣壓的變化對折射率的數值影響不明顯，所以只有在很精密的工作中才考慮壓力的影響。
