1669年，丹麥人巴塞林發現，一塊來自冰島的礦石——冰洲石晶體，具有一種特殊的性質：當一束光線射向這種晶體時，晶體中的折射光線變為兩束，這就是光的雙折射現象。巴塞林使一束光線垂直於冰洲石晶體表麵入射，發現晶體雙折射中的一束光線遵守斯涅耳定律，照直射向晶體的另一平行表麵後直射出去，這束折射光線被他稱為尋常光線或O光。另一束折射光線不與晶麵垂直，偏折了一個微小的角度，且它不在入射線與晶麵法線所確定的平麵內，不遵守斯涅耳定律，被巴塞林稱為非常光線或e光，它經晶體第二表麵出射後也平行於入射光線。若使晶體以入射光線為軸轉動，則尋常光線在屏上的光點位置不變，非常光的光點繞著它旋轉。
1678年，惠更斯發現，雙折射後的尋常光線與非常光線在垂直於其傳播方向的某方向上與其他方向有不同的性質，即發現了雙折射晶體中的光線具有偏振性。
1808年，法國工程師、物理學家馬呂斯發現了反射光的偏振及平麵偏振光通過晶體後的光強變化規律。這一年夏天的一個傍晚，他通過冰洲石晶體觀看被玻璃窗反射的太陽像時驚奇地發現：當晶體在某位置時，太陽的雙像之一消失了。他試圖用光在大氣中運行時發生某種變形來解釋這一現象。可是，當天晚上，他又發現蠟燭光以36°角落在水麵反射時，用冰洲石晶體也會看到類似的現象；在其他情況下，兩個蠟燭火焰像明亮程度不同；當冰洲石晶體繞著水麵的反射光方向轉動時，兩個火焰像呈現出交替的明暗變化。其實，馬呂斯用冰洲石晶體去觀察的被玻璃或水麵反射的太陽或蠟燭光，是平麵偏振光。它通過冰洲石晶體後發生雙折射，O光與e光的振幅分別為A0＝Asinθ，Ae=Acosθ，即振幅隨著入射平麵偏振光光π矢量與晶體軸的夾角呈正弦或餘弦變化。通常θ≠·Kπ2（R＝1，2，3……），所以可以看到O光和e光分別成的兩個像，在θ＝（2k＋1）π4時，兩個像明亮程度不等。特殊情況θ＝k·π2時，即入射於晶體的平麵偏振光的光矢量2與晶體光軸垂直或平行時，有A0＝0或Ae=0，故可見雙像之一消失了。馬呂斯對尋常光與非常光的反射作了進一步研究。他發現：如果從冰洲石晶體出來的這兩束光同時以36°角落在水麵上，尋常光部分地被反射，非常光全然不被反射，不被反射的光折射後進入水中。他由此引出了光的“偏振”這一重要術語。他還證明了非常光與尋常光的“偏振”方位互相垂直。他指出折射光是部分偏振的，其偏振狀況與反射光的偏振狀況恰成相反的分布。
1811年，英國科學家布儒斯特發現，光線射向兩種介質界麵，當反射光線與折射光線恰好垂直時，反射光為平麵偏振光。這就是反射起偏的普遍規律——布儒斯特定律。結合折射正弦定則，他得出這一定律的數學表達式。
tgsinB=n2n1即一條光線對介質界麵的入射角的正切，恰好等於兩種介質相對折射率時，反射光為平麵偏振光。
同年，法國的阿拉果發現：以偏振化了的白光射向晶體，透過晶體的光在屏上呈現了彩色條紋。這就是色偏振現象。