A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a megtört fénysugár egy síkban van.
A merőlegesen beeső fénysugár nem törik meg.
A beesési szög (α) szinuszának és a törési szög (β) szinuszának aránya a közegekben mért terjedési sebességek (, ) arányával egyenlő, ami megegyezik a két közeg relatív törésmutatójával (), azaz
Snellius és Descartes kortársa, Pierre Fermat (1601–1665) francia matematikus és fizikus ezeket a törvényeket egyetlen közös elvre vezette vissza. A „legrövidebb idő elve” vagy Fermat-elv (1662) alapgondolata a következő volt: két pont között a geometriailag lehetséges (szomszédos) utak közül a fény a valóságban azt a pályát követi, amelynek a megtételéhez a legrövidebb időre van szüksége. Ebből például már a homogén közegben való egyenes vonalú terjedés magától értetődően következik, mint ahogy a fényút megfordíthatóságának elve is. Fermat elve azért is jelentős, mert a természet egyszerűségén kívül nem támaszkodik semmilyen fajta mélyebb metafizikai megalapozásra, mégis a geometriaioptika minden törvényszerűsége levezethető belőle.
Amíg a fényvisszaverődésre vonatkozó „legrövidebb út elvét” már Hérón (i. e. 1. sz.) görög (alexandriai) matematikus és fizikus is ismerte, addig a „legrövidebb idő elve” és annak fénytörésre való alkalmazása Fermat eredeti gondolata.