使線偏振光（見光的偏振）的振動面旋轉的性質。1811年D.-F.-J.阿拉戈發現，線偏振光通過石英晶片（晶片表面與光軸垂直）後，其振動面旋轉瞭一個角度（圖1）。石英（各向異性晶體）、氯酸鈉（各向同性晶體）、松節油、糖溶液以及很多有機化合物都具有光性。
圖1 石英的光性
石英晶體有兩種：一種使線偏振光的振動面往右旋轉，叫作右旋石英；另一種使線偏振光的振動面往左旋轉，叫作左旋石英。這兩種石英外形上互為鏡像，如圖2所示。很多旋光性物質（特別是有機物）也有左旋和右旋兩種，兩者的分子式相同，但分子的空間結構不同，而是互為鏡像，叫作旋光異構體。天然的葡萄糖和蔗糖都是右旋的;而組成蛋白質的20種氨基酸除最簡單的甘氨酸無旋光性外，其他19種氨基酸全都是左旋的。人工合成的抗生素一般都有左、右旋兩種，如制藥廠生產氯黴素時，左旋和右旋各一半，但隻有左旋氯黴素有療效。
實驗得出，旋光晶體線偏振光的振動面旋轉過的角度ψ與光通過的晶片厚度d成正比，即
ψ＝ αd 式中比例常量 α叫作 旋光率。對旋光液體來說， ψ與溶液的濃度 c和光通過溶液的長度 l都成正比，即 ψ＝[ α] c l 式中[ α]叫作 溶液的比旋光率。工業生產中根據這個規律制成瞭專門的儀器（如量糖計），用來測量溶液的濃度。
圖2 左、右旋兩種石英晶體互為鏡像