Kryształy dwójłomne to kryształy, których właściwości optyczne są anizotropowe, to znaczy zależne od kierunku. Chodzi tu o kierunek rozchodzenia się światła. Najprostszy jest przypadek tzw. kryształów jednoosiowych*, w których obserwuje się jeden wyróżniony kierunek, zwany osią optyczną. W takim krysztale światło o kierunku polaryzacji** prostopadłym do osi optycznej rozchodzi się z jednakową prędkością we wszystkie strony, a więc można mu przypisać jedną wartość współczynnika załamania. Mówimy wtedy o promieniu zwyczajnym. Światło o polaryzacji prostopadłej do polaryzacji promienia zwyczajnego*** tworzy promień nadzwyczajny, dla którego prędkość światła, a więc i współczynnik załamania, zależą od kierunku. Dla promienia nadzwyczajnego biegnącego prostopadle do osi optycznej współczynnik załamania najbardziej się różni od współczynnika załamania promienia zwyczajnego, a gdy kierunek rozchodzenia się światła zbliża się do osi optycznej, współczynniki załamania obu promieni stają się coraz bliższe, aż wreszcie zrównują się dla światła biegnącego wzdłuż tej osi.

Najchętniej przywoływanym przykładem kryształu dwójłomnego jest kalcyt. Jeżeli kryształ kalcytu położymy na stronie książki, to dzięki zjawisku dwójłomności możemy zobaczyć obraz podwójnie.

Kryształy dwójłomne służą m. in. do budowy polaryzatorów.

Więcej o dwójłomności można przeczytać np. w Wikipedii

* istnieją także kryształy dwuosiowe

** czyli kierunku pola elektrycznego fali świetlnej

*** kierunek polaryzacji leży wtedy w płaszczyźnie wyznaczonej przez oś optyczną i kierunek rozchodzenia się światła