Двойное лучепреломление происходит в некоторых материалах из-за их анизотропии — зависимости свойств от направления. 4 Многим кристаллам присуще это свойство, например, кварцу и исландскому шпату. 14 Попадая в такой кристалл, луч света расщепляется на два взаимно перпендикулярно поляризованных луча, которые идут в кристалле с разной скоростью. 2 Из-за этого возникает оптический феномен двойного лучепреломления: каждый из лучей имеет свой показатель преломления и по-разному преломляется в кристалле. 2
Также двойное лучепреломление может возникать в изотропных средах, помещённых в электрическое или магнитное поле. 1 Под воздействием этих факторов изначально изотропная среда начинает менять свои свойства и превращается в анизотропную. 1