Wenn der Einfallswinkel größer als der kritische Winkel für Totalreflexion ist, tritt Totalreflexion auf. Das bedeutet, dass das Licht nicht in das dichtere Medium eindringt, sondern vollständig an der Grenzfläche reflektiert wird. Dies geschieht, weil der Lichtstrahl beim Übergang von einem weniger dichten Medium (z. B. Luft) zu einem dichteren Medium (z. B. Wasser oder Glas) nicht genügend Energie hat, um die Grenzfläche zu durchdringen. Stattdessen wird der gesamte Lichtstrahl zurück ins ursprüngliche Medium reflektiert. Totalreflexion ist ein wichtiges Prinzip in der Optik, das unter anderem in der Faseroptik und bei der Herstellung von Spiegeln genutzt wird.