Принцип действия рефрактометра основан на явлении преломления света при переходе его через раствор. Когда свет переходит через раствор, оно преломляется на определенный угол, прибор измеряет данный угол преломления и таким образом определяют концентрацию. Соотношение угла вхождения света в вещество и угла преломления света на границе двух сред называется коэффициентом преломления.

Исследуемое вещество наносится на главную призму, которая является главным элементом рефрактометра. Она состоит из материала с высоким коэффициентом преломления. Благодаря этому луч света, проходя через вещество и призму, преломляется под высоким углом. Далее через оптические линзы луч попадает на шкалу рефрактометра. В зависимости от угла преломления, луч света оказывается выше или ниже по шкале прибора. образованная часть шкалы будет светлой, а та часть, на которую луч света не попадает, будет темная. Величина угла преломления зависит от состава раствора и его концентрации. По границе раздела между светом и тенью можно определить коэффициент преломления или оптическую плотность раствора, исследуем. Нужно также принимать во внимание, что коэффициент преломления зависит от температуры. Некоторые ручные рефрактометры учитывают влияние температуры так как внутри их корпуса является биметаллическая пластина, которая меняет свой размер в зависимости от перепадов температуры. Калибровка измерителя Перед использованием прибора на откалибровать по дистиллированной воде. На главную призму пипеткой наносят несколько капель воды и закрывают защитным стеклом. Нужно следить, чтобы вода равномерно покрыла поверхность призмы и не было пузырьков воздуха. С помощью калибровочного винта выставляют шкалу прибора на 0.0. Проведя калибровки, призму нужно протереть мягкой тканью. Прибор готов к использованию. Далее наносят раствор, который нужно проверить, на призму прибора и приводят прибор на источник света. Перед снятием показаний нужно подождать 30 секунд, чтобы температура прибора и вещества, измеряем стали одинаковы. Нельзя измерять на рефрактометре жесткие и твердые вещества, чтобы не повредить поверхность призмы. После каждого замера призму нужно промыть дистиллированной водой и протереть мягкой тканью.