Chiết suất được định nghĩa với tốc độ pha bức xạ điện từ trong vật liệu tại một tần số nhất định. Chiết suất của cùng một vật liệu có thể thay đổi tùy theo tần số bức xạ điện từ. Hiện tượng này được biết đến, trong quang học, là tán sắc. Đây là nguyên nhân khiến lăng kính tách ánh sáng trắng thành phổ màu sắc, các giọt nước tạo nên cầu vồng. Nó cũng gây ra hiện tượng sắc sai trong thấu kính.

Thông thường, trong vùng phổ bức xạ điện từ mà ở đó vật liệu tương đối trong suốt, chiết suất tăng nhẹ theo tần số bức xạ. Gần nơi vật liệu hấp thụ mạnh, liên hệ giữa chiết suất với tần số khá phức tạp, theo liên hệ Kramers-Kronig, và có thể giảm theo tần số.

Phương trình Sellmeier là một công thức suy ra từ thực nghiệm, mô tả tương đối tốt sự tán sắc của vật liệu. Các hệ số Sellmeier thường được cho kèm theo chiết suất khi mô tả vật liệu quang học.