当光的折射率通过两种光学不同介质的界面时，光速发生变化，改变了入射光的方向，引起折射。此时光的入射角α的正弦与折射角月的正弦之比(sinα/siβ)称为折射率，以前称为折射率，如图1所示。折射率随光的化学成分、晶体结构和波长而变化。

当光穿过两种折射率相同的介质时，不存在折射。此时，所有的光从第一介质进入第二介质，并且该介质是透明的。当光从低折射率介质射入高折射率介质时，在两种介质的界面处，一部分光被折射到后一种介质中，而另一部分光在界面处被反射，使后一种介质不透明，起到遮盖作用。两种介质的折射率差越大，这种效应就越显著。因为二氧化钛的折射率在白色颜料中最大，所以二氧化钛的颜料性能最好，而金红石的折射率大于锐钛矿，所以其性能优于锐钛矿。白色颜料的折射率和有色基材的折射率如下表所示。

从表中可以看出，在白色颜料中，二氧化钛，尤其是金红石型二氧化钛的折射率最高，性能最好。图2显示了二氧化钛折射率的差异如何影响不透明度。在图2(a)中，在含有高折射率二氧化钛的薄膜中，光的扭曲大于含有低折射率二氧化钛的薄膜中的扭曲，因此光所走的路径较短，并且穿透不那么深。这两种薄膜看起来都是白色和不透明的，因为它们没有吸光颗粒，实际上所有的入射光都会返回到表面。但在薄膜中[图2 (b)]，图左侧高折射率二氧化钛的薄膜仍然呈现白色不透明，而图右侧低折射率二氧化钛的薄膜允许少量光线通过，并被黑色背景吸收，因此薄膜不可能完全不透明，与白色薄膜相比看起来呈灰色。

折射现象可以如图3所示。球体代表悬浮在低折射率树脂中的二氧化钛颗粒。当光线通过二氧化钛颗粒时，由于材料中颜料颗粒的折射率与基材不同，光线通过时会出现曲折现象。光在高折射率的二氧化钛颗粒中的传播速度比在低折射率的树脂中慢得多。图4显示折射率高的材料反射强，折射率低的材料反射弱。