Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence, le rayon incident et le rayon réfracté étant de part et d'autre de la normale au point d'incidence.

Pour chaque lumière monochromatique, il existe un rapport constant positif, entre les sinus des angles d'incidence et de réfraction:

Un rayon lumineux peut toujours passer d'un milieu transparent dans un autre plus réfringent que le premier. Dans ce cas il se rapproche de la normale (sauf si l'angle d'incidence est nul). L'angle de réfraction est au maximum égal à la valeur de l'angle limite * défini par :

Au contraire un rayon lumineux ne peut pas toujours pénétrer dans un milieu moins réfringent que le premier. Cela n'est possible que si l'angle d'incidence est inférieur à l'angle limite défini précédemment. Le rayon s'écarte alors de la normale et si l'angle d'incidence est supérieur à l'angle limite il y a réflexion totale.

Dans les deux cas il existe toujours un rayon réfléchi correspondant au rayon incident.

Le dioptre plan est approximativement stigmatique pour tout point source situé à distance finie, à condition que les rayons émis et réfractés soient peu inclinés par rapport à la direction de la normale au dioptre.

Les points objet et image sont toujours de nature contraire, si l'un est réel l'autre est virtuel.

La formule de conjugaison du dioptre plan s'exprime sous la forme :

Le grandissement du dioptre plan est égal à +1