Metode ini didasarkan pada birefringence, seperti yang diperagakan oleh bahan transparan tertentu. Birefringence adalah fenomena di mana sinar cahaya melewati bahan birefringent yang mengalami dua buah indeks bias. birefringence (atau pembiasan ganda) diamati di banyak optik kristal . Setelah penerapan tekanan, bahan fotoelastik menunjukkan birefringence, dan besarnya indeks bias pada setiap titik dalam materi secara langsung berkaitan dengan keadaan tekanan pada saat itu. Informasi seperti tegangan geser maksimum dan orientasinya tersedia dengan menganalisis birefringence dengan alat yang disebut Polariskop.