Wanneer een lichtstraal door een transparant medium gaat verandert de snelheid van dat licht, de straal wordt ‘gebroken’. In de meeste mineralen breekt de lichtstraal in 2 richtingen, ze zijn ‘dubbelbrekend’. De brekingsindex van een edelsteen wordt gemeten met een refractometer. Deze meet de mate van lichtbreking in de steen. De normale refractometer kan refracties van 1.30 tot ca. 1.78 meten, dus de meeste kleurstenen zijn er mee te determineren. De meting gebeurtt door de steen met een contactvloeistof op het prisma van de refractometer te leggen. Een voorwaarde voor een nauwkeurige meting is dat de edelsteen een vlak gepolijst facet heeft en dat hij schoon en vetvrij is. Bij cabochongeslepen stenen is er de ‘spotmethode’ waarbij de steen met de bolle kant op de contactvloeistof gelegd wordt zodat door het occulair op de schaal een bolletje te zien is. Bij beweging van het oog wordt het bolletje lichter of donkerder. Bij een half licht en een half donker bolletje is ongeveer de refractie-index af te lezen.

De refractometer geeft voor natuurlijke stenen en hun syntheses dezelfde waarde aan en is dus niet conclusief.

Op de foto van het instrument staat de refractometer aan de rechterzijde.