La birrefringencia es un fenómeno óptico que ocurre cuando un material anisótropo descompone un rayo de luz en dos rayos distintos, cada uno con una velocidad y dirección diferente al atravesar dicho material.

En odontología, es posible observar la birrefringencia de cortes de láminas muy delgadas de dientes humanos con la técnica de polarización cruzada, la cual permite ver los diferentes índices de refracción que experimentan las diversas organizaciones de los cristales presentes en los prismas de esmalte, colágeno y agua.

El arco iris de colores que se produce es el resultado de la velocidad decreciente de la luz al pasar a través de las diferentes disposiciones de las estructuras orgánicas e inorgánicas del diente. Este efecto ocurre ya que la estructura de la muestra es anisotrópica, es decir, que en ella se da una variación en los índices de refracción, de forma que la luz no se transmite a la misma velocidad para cada una de las direcciones consideradas y se divide en dos rayos perpendicularmente polarizados que se desplazan a través de él con distinta velocidad y por diferente recorrido.

En el caso del esmalte dental humano (compuesto principalmente por hidroxiapatita), esta propiedad óptica recibe el nombre de birrefringencia de forma, ya que surge de la orientación submicroscópica de los cristales y de los espacios porosos entre ellos.

Imágenes de birrefringencia obtenidas con luz polarizada, de interés en el estudio de materiales dentales y ciencias básicas.