Le crayon dans le verre d’eau semble courbé à cause de la réfraction de la lumière. La réfraction est la courbure de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre, par exemple de l'air à l'eau ou de l'eau au verre. L'ampleur de la courbure dépend de l'angle selon lequel la lumière frappe la surface et de la différence des indices de réfraction des deux milieux.

Dans le cas du crayon en verre, la lumière du crayon frappe la surface de l’eau sous un angle. Cela fait que la lumière se courbe et change de direction. La lumière traverse ensuite l’eau et frappe la surface du verre selon un angle. Cela provoque une nouvelle courbure de la lumière et un changement de direction. L'effet net est que le crayon semble plié au point où il entre dans l'eau et à nouveau au point où il entre dans le verre.