磁光效應是多種現象中的任何一種，在這種現象中，電磁波傳播通過已因準靜態磁場的存在而改變的介質。 在這種也稱為回旋或旋磁的介質中，左旋和右旋橢圓極化可以以不同的速度傳播，從而導致許多重要現象。 當光通過一層磁光材料傳輸時，結果稱為法拉第效應：偏振面可以旋轉，形成法拉第旋轉器。 磁光材料的反射結果稱為磁光克爾效應（不要與非線性克爾效應混淆）。

一般來說，磁光效應會局部破壞時間反轉對稱性（即當只考慮光的傳播而不考慮磁場源時）以及洛倫茲互易性，這是構建光學器件的必要條件 隔離器（光從一個方向穿過但不從另一個方向穿過）。

兩個主偏振的旋轉方向相反的兩種回旋材料，對應于無損介質的復共軛ε張量，稱為光學異構體。

特別是，在磁光材料中，磁場的存在（無論是外部施加的還是因為材料本身是鐵磁性的）都會導致材料的介電常數張量 ε 發生變化。 ε 變為各向異性，一個 3×3 矩陣，具有復雜的非對角線分量，當然取決于入射光的頻率 ω。 如果可以忽略吸收損失，則 ε 是厄米矩陣。 由此產生的主軸也變得復雜，對應于橢圓偏振光，其中左旋和右旋偏振可以以不同的速度傳播（類似于雙折射）。

更具體地說，對于可以忽略吸收損耗的情況

或者等效地位移場D和電場E之間的關系是：

D = ε E = ε ′ E + i E × g {displaystyle mathbf {D} =varepsilon mathbf {E} =varepsilon 'mathbf {E} +imathbf {E} times mathbf {g} }

其中 ε ′ {displaystyle varepsilon '} 是實對稱矩陣，g = ( g x , g y , g z ) {displaystyle mathbf {g} =(g_{x},g_{y}, g_{z})} 是一個稱為回轉向量的實偽向量，其幅度通常小于 ε ′ {displaystyle varepsilon '} 的特征值。 g 的方向稱為材料的回轉軸。 對于一階，g 與施加的磁場成正比：

g = ε 0 χ ( m ) H {displaystyle mathbf {g} =varepsilon _{0}chi {(m)}mathbf {H} }

其中 χ ( m ) {displaystyle chi {(m)}!} 是磁光磁化率（各向同性介質中的標量，但更常見的是張量）。 如果這種敏感性本身取決于電場，則可以獲得磁光參量生成的非線性光學效應（有點類似于其強度受外加磁場控制的普克爾斯效應）。

要分析的最簡單的情況是 g 是 ε ′ {displaystyle varepsilon '} 的主軸（特征向量），以及 ε ′ {displaystyle varepsilon '} 的另外兩個特征值 是相同的。

最常見的是，人們考慮在 z 方向（平行于 g）傳播的光。 在這種情況下，解是橢圓偏振電磁波，相速度為 1 / μ ( ε 1 ± g z ) {displaystyle 1/{sqrt {mu (varepsilon _{1}pm g_{z })}}}（其中 μ 是磁導率）。 這種相速度的差異導致了法拉第效應。

對于完全垂直于旋轉軸傳播的光，這些屬性被稱為 Cotton-Mouton 效應并用于循環器。

克爾旋轉和克爾橢圓率是與旋磁材料接觸的入射光的偏振變化。 克爾旋轉是透射光偏振面的旋轉。