
La riflessione speculare consiste nella riflessione osservata quando un singolo raggio incidente che forma un angolo formula_1 con la normale produce un singolo raggio riflesso con angolo formula_2 rispetto alla normale con il verificarsi dell'uguaglianza formula_3, in accordo con la legge di riflessione. Raggio incidente, normale e raggio emergente giacciono sullo stesso piano.
In genere tutti i materiali sono in grado di riflettere specularmente la luce, purché sia possibile "lucidare" la loro superficie, cioè eliminarne tutte le irregolarità che siano confrontabili con lunghezza d'onda della luce (da 0,4 a 0,7 micrometri). Spontaneamente regolari, tra i materiali comuni, sono le superfici dei liquidi, che si dispongono con una superficie perfettamente piana, o comunque liscia, e il vetro, che in fondo è anch'esso un "liquido immobilizzato", perché la sua struttura amorfa fa sì che le molecole, libere dalle rigide geometrie dettate dalla struttura cristallina, durante la solidificazione possano seguire le tensioni superficiali, che invece impongono superfici microscopicamente lisce. Solo i metalli, però, possono riflettere con efficienza una parte sostanziale della luce che li colpisce: nei normali specchi il materiale riflettente, infatti, è alluminio o argento. Tutti gli altri materiali comuni, anche se "lucidati a specchio", riflettono solo piccole frazioni di luce, che dipendono dall'angolo di incidenza della luce, ma che in genere non superano il 5-10%. Tranne che in condizioni particolari, come nei prismi di vetro usati in "riflessione totale"; o in materiali complessi, appositamente strutturati, come la pelle argentea di molti pesci. 


In fisica la riflessione è il fenomeno per cui un'onda, che si propaga lungo l'interfaccia tra differenti mezzi, cambia di direzione a causa di un impatto con un materiale riflettente.
In acustica la riflessione causa gli echi ed è utilizzata nel sonar. In geologia è importante nello studio delle onde sismiche.
Assorbimento, riflessione e trasmissione sono i fenomeni che avvengono quando la luce interagisce con la materia: quando l'energia radiante incide su un corpo, una parte viene assorbita, una parte viene riflessa e una parte trasmessa e per la legge di conservazione dell'energia, la somma delle quantità di energia rispettivamente assorbita, riflessa e trasmessa è uguale alla quantità di energia incidente.
Per indicare il tipo di riflessione di cui si tratta si usano gli aggettivi:
La riflessione può avvenire:
La riflettanza ("reflectance") è il rapporto tra flusso riflesso e flusso incidente valutato per ogni lunghezza d'onda. Essendo definita come rapporto di grandezze omogenee, la riflettanza è una grandezza adimensionale e viene espressa in percentuale (0-100%) o come fattore (0.0-1.0). Inoltre riguarda il flusso e quindi la totalità della radiazione riflessa nella emisfera. Il materiale artificiale con minor rifflettanza è il Vantablack.
La riflettanza non è solo funzione della lunghezza d'onda ma anche dell'illuminazione, della geometria di irradiamento e della geometria di visione (cioè della geometria con cui si illumina il corpo e della geometria con cui si misura la quantità riflessa), per cui è necessario definire una grandezza più generale della riflettanza, cioè il fattore di riflessione.
Si fa riferimento al "diffusore riflettente ideale". Si tratta di un corpo (ideale, cioè teorico) che non assorbe e non trasmette, ma riflette diffusamente la radiazione ricevuta con radianza o luminanza uguale per ogni angolo di riflessione e indipendentemente dalla direzione della radiazione incidente. Come prima applicazione del concetto di diffusore riflettente ideale si definisce il fattore di radianza ("radiance factor") o il fattore di luminanza ("luminance factor") come il rapporto tra la radianza di un'area e quella del diffusore ideale riflettente irradiato nello stesso modo.
Con riferimento a questo corpo ideale, il fattore di riflessione ("reflectance factor" o "reflection factor") di un corpo è il rapporto tra il flusso riflesso dal corpo in un dato cono il cui vertice è sul corpo considerato e il flusso riflesso dal diffusore riflettente ideale.
Il fattore di riflessione è dunque una grandezza generica che corrisponde:
Un tipico spettrofotometro è in grado di misurare il fattore di riflessione spettrale ad intervalli di 10 nm nell'intervallo da 380 a 730 nm.
La riflessione di onde elettromagnetiche è regolata da due leggi fondamentali, ricavabili dal principio di Fermat e dal principio di Huygens-Fresnel:
Un'onda elettromagnetica riflessa può subire uno sfasamento. Questo dipende dagli indici di rifrazione del mezzo nel quale viaggia la luce (formula_1) e del mezzo oltre la superficie riflettente (formula_2):
