Znamo da je svjetlost talasne prirode, ali se postavlja pitanje koja vrsta talasa su svjetlostni talasi: longitudinalni ili transverzalni. Osnivač talasne teorije svijetlosti, Hajgens, pretpostavljao je da su svjetlosni talasi longitudinalni. Tek početkom XIX vijeka, proučavajući pojavu polarizacije svjetlosti, Frenel je došao do uvjerenja da su svjetlosni talasi transverzalni.
Frenel je objasnio polarizaciju svjetlosti pretpostavljajući da su svjetlosne oscilacije transferzalne i da se one u nepolarizovanoj (prirodnoj) svjetlosti vrše u svim pravcima normalnim na pravcu prostiranja svjetlosti, tj. normalno na zrak. U polarizovanoj svjetlosti, međutim transferzalne oscilacije vrše se samo u jednom pravcu, koji je normalan i u odnosu na zrak i u odnosu na upadnu ravan, u ovom slučaju nazvanu polarizacionom ravninom.
Polarizacija svjetlosti dokazuje da su svjetlosne oscilacije transferzalne. Kada bi svjetlosne oscilacije bile longitudinalne, one se ne bi mogle polarizovati, jer se longitudinalne oscilacije vrše samo u jednom pravcu - u pravcu zraka. Takav zrak ne bi mogao ispoljavati različite osobine zavisno od toga kojom je stranom okrenut odbojnoj površini.
Polarizaciju svjetlosti pri odbijanju od stakla otkrio je Malus (Malus) 1808. godine.
Posmatrajući kroz islandski kalcit svjetlost zalazećeg sunca koja se reflektovala na prozorima Luksemburške palate u Parizu, Malus je, na svoje veliko čuđenje, opazio da oba lika Sunca, koja su nastajala usljed dvojnog prelamanja, nisu bila jednako svijetla. Okrećući kristal, Malus je uvidio da su ta dva lika postajala, čas jedan, čas drugi, naizmjenično svijetla i tamna. Malus je predložio i termin "polarizacija svjetlosti".
U novije vrijeme za dobijanje i ispitivanje polarizovane svjetlosti upotrebljavaju se još i tzv. polaroidi, koji se prave od celuloidnog filma sa velikom količinom jednako orijentisanih vrlo sitnih kristala sulfata kininovog jodida.
Polarizovano svjetlo može nastati na 4 načina:
- prolaskom kroz neki medij
- refleksijom
- raspršenjem
- refrakcijom (lomom)
Neki mediji propuštaju samo svjetlost koja titra u jednoj ravnini, tako ih možemo koristiti kao polarizacijski filtar - filtar koji će ukloniti svu svjetlost što titra u ravninama koje se nama ne sviđaju.
Refleksija od svih nemetalnih površina polarizira svjetlost, tako upotrebom polarizacijskog filtra, na primjer, možemo ukloniti refleksije nastale na staklu, pa možemo fotografirati kroz staklo izloga. Kad ne bismo imali polarizacijski filtar vidjeli bismo svoj odraz u izlogu.
Raspršenje svjetla nastaje u atmosferi, zato je nebo plavo, a to raspršenje polarizira svjetlost. Ako ste se ikad pitali kako to neki fotografi na fotografijama imaju intenzivno plavo nebo, dok se na vašim fotografijama to isto nebo stalno prikazuje bljedunjavo i isprano odgovor je jednostavan - koriste polarizacijski filtar. Polarizacija svjetla nebeskog svoda događa se prema jednostavnom pravilu, svjetlost se najjače polarizira pod uglom od 90 stupnjeva u odnosu na smjer u kojem se nalazi Sunce. Tako će, na primjer, kompletan horizont biti polariziran kada je Sunce direktno iznad nas. Za vrijeme svitanja ili prilikom zalaska Sunca područje gdje je polarizacija najjača je direktno iznad naših glava i prostire se do horizonta na našoj lijevoj i desnoj strani, ako smo okrenuti u smjeru Sunca. U svim ostalim slučajevima područje najjače polarizacije se mijenja kako se Sunce pomiče nebom, pa područje u kojem će naš polarizacijski filtar dati najveći efekt leži negdje između horizonta i područja direktno iznad nas.

Poznate su tri vrste polarizacije: linearna, kružna i eliptička. Linearna i kružna polarizacija mogu se tumačiti kao granični slučajevi eliptičke polarizacije, kao što se i svaka eliptička polarizacija može rastaviti na linearnu i kružnu polarizaciju.

Polarizator i analizator su prozirne optičke tvari koje sadrže unutar sebe električki vodljive lance. Ako svjetlost prođe kroz polarizator onda se polarizira u jednom smjeru, a intenzitet svjetlosti ostaje jednak, međutim ako nakon polarizatora svjetlost dolazi na analizator intenzitet svjetlosti koji prolazi kroz analizator ovisit će o međusobnom uglu između polarizatora i analizatora. Ako su međusobno paralelni intenzitet maksimalan, a ako su međusobno okomiti intenzitet svijetlosti minimalan. Za polarizator i analizator više se preporučuju ploče od crnog stakla, jer ono odbija svjetlost samo sa prednje površine, za razliku od običnog stakla, koje odbija svjetlost i sa prednje i zadnje površine.