折射棱镜的两个折射面是不同轴的。因此，这种棱镜不能展开成平行平板。 两个工作面(即折射面)的交线称为折射棱，两个工作面间夹角为棱镜的折射角，垂直于折射棱的平面称为主截面。出射光线与入射光线的夹角称为偏向角（δ）。由光线从锐角方向转向法线，顺时针转成者为正，反之为负。偏向角 d 由光线的初始位置开始，从锐角方向顺时针转成者为正，反之为负。各角度的正、负号应标在图上。

s i n 1 2 ( α + δ ) = n s i n 1 2 α ⋅ c o s 1 2 ( I 1 ′ + I 2 ) c o s 1 2 ( I 1 + I 2 ′ ) sin{1\over 2}(\alpha+\delta)={{nsin{1\over 2}\alpha · cos {1\over 2}(I'_{1}+I_{2})}\over{ cos {1\over 2}(I_{1}+I'_{2})}} sin21​(α+δ)=cos21​(I1​+I2′​)nsin21​α⋅cos21​(I1′​+I2​)​ 由上式可知， δ \delta δ仅与n，α和I1有关系。

只有当光线的光路对称于棱镜时，δ 为最小值δm。最小偏向角表示式为： s i n 1 2 ( α + δ m ) = n s i n 1 2 α sin{1\over 2}(\alpha+\delta_{m})={{nsin{1\over 2}\alpha }} sin21​(α+δm​)=nsin21​α

白光由不同波长的单臼t组成，对于同一种透明介质，不同波长的色光具有不同的折射率。对于一块顶角α 为定值的棱镜，当白光入射时，不同的色光分量就有不同的偏向角，这样就把白光分解成为各种色光，在棱镜后面形成一系列的颜色，这种现象称为色散。折射率和波长的关系曲线称为色散曲线。长波长的色光折射率低，短波长的色光折射率高，且波长越短，折射率增加越迅速。

在白光光谱中，红光波长较长，折射率低，偏向角小；紫光波长较短，折射率高，偏向角大。这种现象可以由如图所示的系统来说明，图中物镜 L1 和 L2置于棱镜的两侧，第一个物镜把通过狭缝的白光变成平行光，经棱镜后被分解成各种偏向角的平行色光。第二个物镜把这些不同方向的平行色光聚焦成各自的狭缝像，以供观察和摄谱。这就是摄谱仪的原理。

如图所示为半个 60°色散棱镜，在直角长边上镀以反射膜层，通过反射，使半个棱镜起到 60°色散棱镜的作用。这种立特罗色散棱镜系统结构紧凑。对于一些价格昂贵的棱镜材料如石英等，用这种棱镜可以节约材料。

如图所示，它由三块棱镜组成，中间棱镜的色散高于两边棱镜的色散，这种棱镜的偏角为零。自光通过棱镜时，某一种波长(中间波长)不发生偏折，其他波长较长的和波长较短的光线分别向中间波长的光线的两侧偏折，产生色散现象。

图4.46所示为培林普罗沙色散棱镜。这种棱镜虽然可用一块玻璃制成整体，其作用为三块棱镜，可视为两块 30°顶角色散棱镜和一块等腰直角棱镜，这个等腰直角棱镜只起反射棱镜的作用。培林普罗沙色散棱镜的最小偏角为 90°，不受波长的影响。