El comportamiento de la luz al introducirse en un cristal está controlado fundamentalmente por la estructura cristalina. En este sentido la propiedad más importante de un cristal es el índice de refracción, que se determina con respecto al del aire.

Así, se reconocen dos tipos básicos de comportamiento óptico:

ISÓTROPO - igual índice de refracción en todas las direcciones.

ANISÓTROPO - diferente índice de refracción en diferentes direcciones cristalográficas. Los cristales anisótropos son divisibles en dos tipos:

Uniáxico - tienen dos índices de refracción.        Biáxico - caracterizado por tres índices de refracción.

La "indicatriz óptica" ayuda  a visualizar las relaciones geométricas.

Sirve para explicar como varía el índice de refracción de acuerdo con la dirección de vibración de la onda luminosa en el material.

Cada vector se dibuja proporcional al índice de refracción para luz que vibre paralela a esa dirección y, así, la superficie que forman todos los extremos de esos vectores es la indicatriz.

En cristales anisótropos uniáxicos, para todas las direcciones de vibración perpendiculares al eje se obtiene un círculo de un radio determinado, pero para la luz que vibre formando un ángulo cualquiera con los extremos de tales vectores varían siendo envueltos por una elipse. Así, la indicatriz óptica uniáxica será un elipsoide de revolución al girar estas elipses alrededor del eje.

La dirección c de un cristal uniáxico se denomina EJE ÓPTICO y es una dirección única en el cristal. El cristal se comporta como si fuera isótropo cuando la luz incide en esta dirección. Algunas figuras idealizadas de secciones de cristales uniáxicos perpendiculares al eje serían las siguientes:

a) cristal tetragonal con caras cada 90°

b) cristal hexagonal con caras a 60° unas de otras

c) cristal trigonal con caras a 120° unas de otras

En los cristales biáxicos existen dos direcciones en las cuales la luz se propaga sin birrefringencia, en las demás direcciones la luz viaja como dos rayos con vibraciones mutuamente perpendiculares que difieren al cambiar la dirección cristalográfica. Así, para los cristales biaxiales existen tres índices de refracción como consecuencia de los rayos que vibran en cada una de estas tres direcciones ópticas principales. La diferencia entre los índices de refracción máximo y mínimo es la birrefringencia.

El siguiente esquema indica los ejes mayor y menor de la sección de la indicatriz óptica que corresponde a cada tipo de plano cristalino de incidencia representado.