Tieteellisesti määritellyt heijastukset ovat aaltojen suunnan muutoksia, jotka tapahtuvat, kun aalto iskee kohteeseen ja kulkee sitten takaisin väliaineen läpi, josta se tuli. Kun puhumme heijastuksista, se viittaa useimmiten valoaaltoihin tai visuaalisiin kuviin. Kaikentyyppiset aallot voivat heijastua, mukaan lukien aallot vedessä, sekä valo- ja ääniaallot. Tiettyjen heijastuksien käyttäytyminen riippuu aallossa kuljetettavan energian tyypistä.
Yksi esimerkki tästä on valon ja äänen heijastuksen välinen kontrasti. Kaiku on ääni -aalto, joka heijastuu, mutta ei aina ole helppoa kertoa ääni -aallon alkuperää. Kevyet aallot noudattavat kuitenkin täysin erilaisia ja tiukempia sääntöjä. Valoaallot noudattavat niin kutsuttua heijastuslakia, jonka mukaan kulma, jolla valo osuu sileään heijastavaan kohteeseen, on sama kuin kulma, jolla se heijastuu.
Heijastuslaki ei tarkoita, että valo palaa aina takaisin sieltä, mistä se tuli. Sen sijaan jos valo osuu esimerkiksi jyrkkään kulmaan, se heijastuu samalla jyrkällä kulmalla, mutta vastakkaiseen suuntaan. Voimme havaita tämän kulmasta, josta pilven tai vuoren kuva heijastuu rauhallisessa järvessä, tai tavalla, jolla oikeassa kulmassa oleva peili voi nähdä kulman.
Jopa epätasaiset esineet heijastavat valoa, vaikkakin eri tavalla. Tällaiset heijastukset muodostavat kohteen värin. Esimerkiksi ruusun punaiset terälehdet ovat punaisia, koska ne heijastavat näkyvän valon punaisia aallonpituuksia. Muut aallonpituudet absorboituvat, mutta heijastuneet hajautuvat kaikkiin suuntiin ja saavuttavat silmämme tällä tavalla. Sama periaate koskee kaikkia havaitsemiamme esineitä, nimittäin sitä, että näemme sen vain siksi, että se heijastaa valoa silmiin.
Joillakin materiaaleilla on ominaisuus, joka tunnetaan täydellisenä sisäisenä heijastuksena. Tämä tarkoittaa, että tällaisen väliaineen läpi kulkevat valoaallot pysäytetään poistumasta siitä ja heijastuvat takaisin väliaineeseen samassa kulmassa. Valokuitukaapeleilla on tämä ominaisuus, joten ne voivat kuljettaa valoaaltoja ympyröissä, kulmien ympäri ja pitkiä matkoja. Valo sammuu vasta, kun se saavuttaa kuidun pään. Veden pinta voi myös aiheuttaa saman ilmiön, kun sitä tarkastellaan alhaalta.