Ánh sáng bị bẻ cong khi đi vào nước do hiện tượng gọi là khúc xạ. Bản chất của ánh sáng là một dạng sóng điện từ, và khi gặp một môi trường có đặc điểm quang chất khác như nước, nó sẽ tương tác với các phân tử trong môi trường đó.

Khi ánh sáng đi qua một môi trường mới như nước, tốc độ truyền của nó thay đổi do đặc tính quang chất của môi trường đó khác với môi trường trước đó (thường là không khí). Điều này dẫn đến hiện tượng khúc xạ, trong đó ánh sáng bị thay đổi hướng di chuyển và gây ra sự bẻ cong.

Để hiểu rõ hơn, ta có thể áp dụng định luật Snellius-Snell, một quy tắc trong quang học, để tính toán góc bẻ cong của ánh sáng khi đi qua một môi trường mới. Định luật này chỉ ra rằng góc bẻ cong của ánh sáng phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ của hai môi trường liên quan và góc tới của ánh sáng.

Vì nước có chỉ số khúc xạ cao hơn không khí, ánh sáng khi đi vào nước sẽ bị bẻ cong về phía bình phương pháp tuyến của mặt phân cách giữa nước và không khí. Điều này làm cho các vật thể dưới nước dường như nằm ở vị trí sâu hơn so với thực tế.