Fysiikassa heijastus määritellään muutoksena aallonrintaman suunnassa kahden eri median välisellä rajapinnalla, joka aaltopinta palautuu takaisin alkuperäiseen väliaineeseen. Yleinen esimerkki heijastuksesta on heijastuva valo peilistä tai liikkumattomasta vesialtaasta, mutta heijastus vaikuttaa muun tyyppisiin aaltoihin valon vieressä. Vesi-, ääni-, hiukkas- ja seismiset aallot voivat myös heijastua.
Heijastuslaki selitetään yleensä peiliin osuvalla valonsäteellä, mutta se koskee muun tyyppiset aallot yhtä hyvin. Heijastuslain mukaan sattumanvarainen säde osuu pintaan tietyssä kulmassa suhteessa "normaaliin" (viiva kohtisuorassa peilin pintaan nähden).
Heijastuskulma on heijastuneen säteen ja normaalin välinen kulma, joka on suuruudeltaan yhtä suuri kuin kulmakulma, mutta on normaalin vastakkaisella puolella. Tulokulma ja heijastuskulma sijaitsevat samassa tasossa. Heijastuslaki voidaan johtaa Fresnelin yhtälöistä.
Heijastuslakia käytetään fysiikassa tunnistamaan peiliin heijastuvan kuvan sijainti. Yksi lain seuraus on, että jos katsot henkilöä (tai muuta olentoa) peilin kautta ja näet hänen silmänsä, heijastus toimii, kun tiedät, että hän voi myös nähdä sinun silmäsi.
Heijastuslaki toimii peilipinnoille, mikä tarkoittaa kiiltäviä tai peilimaisia pintoja. Spekulaarinen heijastus tasaisesta pinnasta muodostaa peilikuvat, jotka näyttävät kääntyvän vasemmalta oikealle. Kaarevien pintojen spekulaarinen heijastus voidaan suurentaa tai demagnimoida riippuen siitä, onko pinta pallomainen vai parabolinen.
Aallot voivat myös osua kiiltäviin pintoihin, jotka tuottavat hajaheijastuksia. Hajaheijastuksessa valo on sironnut moniin suuntiin, koska väliaineen pinnassa on pieniä epäsäännöllisyyksiä. Selkeää kuvaa ei muodostu.
Jos kaksi peiliä on sijoitettu vastakkain ja yhdensuuntaiset toisiinsa nähden, äärettömiä kuvia muodostuu suoraa viivaa pitkin. Jos muodostuu neliö, jossa on neljä peiliä kasvot kohti, ääretön kuva näyttää olevan järjestetty tasossa. Todellisuudessa kuvat eivät ole todella äärettömiä, koska pienet peilipinnan epätäydellisyydet leviävät ja sammuttavat kuvan.
Heijastuksessa valo palaa suuntaan, josta se tuli. Yksinkertainen tapa tehdä heijastin on muodostaa kulmaheijastin, jossa kolme peiliä ovat vastakkain kohtisuorassa toisiinsa nähden. Toinen peili tuottaa kuvan, joka on käänteinen ensimmäiselle. Kolmas peili muodostaa kuvan käänteisen kuvan toisesta peilistä palauttaen sen alkuperäiseen kokoonpanoonsa. Tapetum lucidum joidenkin eläinten silmissä toimii heijastimena (esim. kissoilla), parantaen heidän yönäköä.
Monimutkainen konjugaattiheijastus tapahtuu, kun valo heijastuu takaisin tarkalleen siihen suuntaan, josta se tuli (kuten heijastamisessa), mutta sekä aallonrintama että suunta ovat päinvastaiset. Tämä tapahtuu epälineaarisessa optiikassa. Konjugaattisia heijastimia voidaan käyttää poikkeamien poistamiseksi heijastamalla palkki ja johtamalla heijastus takaisin poikkeavan optiikan läpi.
Ääniaaltojen heijastus on akustiikan perusperiaate. Heijastus on hiukan erilainen kuin ääni. Jos pitkittäinen ääniaalto osuu tasaiseen pintaan, heijastunut ääni on koherenttia, jos heijastavan pinnan koko on suuri aallonpituuteen äänestä.
Materiaalin luonne ja mitat ovat tärkeitä. Huokoiset materiaalit voivat absorboida äänienergiaa, kun taas karkeat materiaalit (suhteessa aallonpituuteen) voivat sirotella ääntä useaan suuntaan. Periaatteita käytetään kaiuttomien huoneiden, meluesteiden ja konserttisalien valmistukseen. Kaiku perustuu myös äänen heijastumiseen.
Seismologit tutkivat seismisiä aaltoja, jotka ovat räjähdyksiä tai räjähdyksiä maanjäristykset. Maapallon kerrokset heijastavat näitä aaltoja auttaen tutkijoita ymmärtämään maan rakennetta, määrittämään aaltojen lähde ja tunnistamaan arvokkaita resursseja.
Hiukkasvirrat voivat heijastua aaltoina. Esimerkiksi, neutroni atomien heijastumista voidaan käyttää sisäisen rakenteen kartoittamiseen. Neutronijärjestelmää käytetään myös ydinaseissa ja reaktoreissa.