Un miroir semi-réfléchissant est un type de miroir dont la particularité est de ne réfléchir qu'une partie de la lumière qu'il reçoit, et de laisser passer l'autre partie (indépendamment de sa couleur, avec la technologie actuelle). En d'autres termes, il sépare un rayon incident en deux flux lumineux, l'un réfléchi, l'autre réfracté (la partie diffusée, de plus faible quantité, étant négligeable, de même que la partie absorbée, transformée en chaleur). Parce que le miroir n'est pas la seule possibilité technique d'obtenir cette particularité optique (un système optique composé de prismes peut atteindre le même but), on appellera la face semi-réfléchissante indifféremment lame séparatrice ou encore séparateur ou diviseur de faisceau (ou de rayon), La répartition de l'intensité lumineuse entre ces deux flux dépend : du système optique choisi ; de la couleur de la lumière, c'est-à-dire de sa longueur d'onde ; de l'angle que fait le rayon lumineux avec la surface du miroir ; dans le cas d'un miroir recouvert d'une couche mince, de l'épaisseur du dépôt métallique choisi qui peut filtrer certaines longueurs d'onde du rayon incident. Trois types de ces miroirs existent : deux prismes triangulaires collés avec du baume du Canada et formant un cube permettent de réfléchir partiellement la lumière au niveau de leur jonction. Certains de ces prismes comme le prisme de Wollaston, faits en matériaux biréfringents, donnent deux rayons de polarisations différentes (ce sont alors des polariseurs) ; une autre méthode consiste à déposer une couche fine d'un composé métallique ou diélectrique à la surface d'une lame de verre. On a utilisé longtemps de l'étain, du mercure, de l'argent par réaction chimique. Dans la technique actuelle de dépôt sous vide, c'est l'aluminium qui est appliqué. Cette technique de contrôle de l'épaisseur du dépôt s'opère avec une précision telle (proche de la longueur d'onde lumineuse, soit seulement quelques dizaines d'atomes) qu'elle permet de choisir les couleurs transmises ou réfléchies (verre anti-reflet, analyse par couleur) ; une troisième méthode consiste à utiliser un prisme dichroïque.