En óptica la reflexión interna total es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que este se encuentra, por lo cual se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios, reflejándose completamente.[1]​[2]​
Este fenómeno sólo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor límite o crítico (θl o θc). Para ángulos mayores la luz deja de atravesar la superficie y es reflejada internamente de manera total. La reflexión interna total solamente ocurre en rayos que viajan de un medio de alto índice refractivo hacia medios de menor índice de refracción.
La reflexión interna total se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es límite o crítico para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra. 

En aparatos de óptica se prefiere utilizar la reflexión total en lugar de espejos metalizados.
Como ejemplo de utilización de la reflexión total en aparatos corrientes se encuentra el pentaprisma de las cámaras fotográficas réflex y los prismas de Porro o Schmidt-Pechan de los prismáticos. 
La reflexión interna total es responsable de los destellos de luz que se observan en un diamante tallado.