الانعكاس الكلي الداخلي يحدث عند السطح الفاصل بين وسطين مختلفين بمعامل الانكسار عندما ينتقل الشعاع الضوئي (أو الكهرومغناطيسي بشكل عام) من الوسط الذي معامل انكساره أكبرباتجاه الوسط الذي معامل انكساره أقل. كلما زادت زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار فيبتعد الشعاع المنكسرعن العمود المقام عند نقطة السقوط ويقترب من السطح الفاصل بين الوسطين. عندما تصل زاوية الانكسار إلى 90 درجة فإن أي زيادة في زاوية السقوط لن يقابلها زيادة في زاوية الانكسار , والذي يحدث عند ذلك هو انعكاس الشعاع عن السطح الفاصل بين الوسطين, وتسمى زاوية السقوط في هذه الحالة بالزاوية الحرجة ${\theta }_{ح}$.

الزاوية الحرجة:هي زاوية سقوط شعاع ضوئي على سطح فاصل بين وسطين مختلفين بمعامل الانكسار تقابلها زاوية انكسار مساوية 90 درجة في الوسط الذي معامل انكساره أقل , وطبعا يكون الشعاع الساقط من الوسط الذي معامل انكساره أكبر.
لحساب الزاوية الحرجة نطبق قانون الانكسار الثاني

$\frac{\sin {\theta }_1}{\sin {\theta }_2}=\frac{n_2}{n_1}$

$n_1$ معامل انكسار الوسط الذي يسقط منه الشعاع الضوئي وهو الماء ويساوي 1.33
$n_2$ معامل انكسار الوسط الآخر
${\theta }_1$ زاوية السقوط ونرمز لها هنا ب ${\theta }_{\mathrm{ح}}$ 
${\theta }_2$  زاوية الانكسار وتكون 90 درجة.

دعنا الآن نحسب الزاوية الحرجة لكي يحدث انعكاس كلي داخلي في الماء عن سطح يفصل الماء عن الهواء.

$\frac{\sin {\theta }_{\mathrm{ح}}}{\sin {90}^{°}}=\frac{1}{1.33}$

$\sin {\theta }_{\mathrm{ح}}=0.7518$

${\theta }_{ح}=48.75$

ولحساب الزاوية الحرجة لكي يحدث انعكاس كلي داخلي في زجاج معامل انكساره 1.5 عن سطح يفصل الزجاج عن الهواء.

$\frac{\sin {\theta }_{\mathrm{ح}}}{\sin {90}^{°}}=\frac{1}{1.5}$

$\sin {\theta }_{\mathrm{ح}}=0.6667$

${\theta }_{ح}=41.8$