굴절률(굴절지수, refractive index)은 한 매질에서 다른 매질로 빛이 전파될 때, 빛의 속도가 어떻게 변화하는지를 나타내는 물리적 상수이다. 일반적으로 굴절률은 특정 매질에서의 빛의 속도를 진공 상태의 빛의 속도로 나누어 계산한다. 즉, 굴절률 n은 다음과 같은 수식으로 정의된다.

n = c / v

여기서, c는 진공에서의 빛의 속도, v는 해당 매질에서의 빛의 속도이다. 굴절률은 무차원량으로, 보통 1 이상의 값을 가지며, 높은 값일수록 빛의 속도가 느려진다는 것을 의미한다.

굴절률은 빛의 파장에 따라 변화할 수 있으며, 물질의 성질에 따라 달라진다. 예를 들어, 유리, 물, 공기의 굴절률은 서로 다르며, 이는 각각의 물질이 빛을 어떻게 통과시키는지를 이해하는 데 중요한 요소가 된다. 일반적으로 물질의 굴절률은 그 물질의 밀도와 관련이 있으며, 빛이 매질의 경계를 통과할 때 발생하는 굴절 현상은 스넬의 법칙으로 설명할 수 있다.

스넬의 법칙은 다음과 같이 표현된다.

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂)

여기서 n₁과 n₂는 각각의 매질의 굴절률, θ₁과 θ₂는 각각의 입사각과 굴절각이다. 이 법칙에 따르면, 매질의 경계에서 빛이 꺾일 때, 그 경계에서의 두 매질의 굴절률과 입사각, 굴절각 간의 관계를 설명할 수 있다.

굴절률은 또한 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 광학 기기, 렌즈 설계, 광섬유 통신 등에서 굴절률의 정확한 이해와 계산은 필수적이다. 또한, 물질의 굴절률은 물질의 성질, 특히 화학적 조성이나 상태 변화에 따라 달라지므로, 이를 이용하여 다양한 물질의 특성을 분석하는 데도 활용된다.