При прохождении через слой вещества светового потока его первоначальная интенсивность I_о вследствие поглощения в слое, отражения и рассеяния уменьшается до значения I. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через раствор подчиняется основному закону поглощения (закону Бугера – Ламберта – Бера):

где k – коэффициент светопоглощения, зависящий от природы растворителя и растворённого вещества, температуры и длины волны света. Если концентрация с выражена в моль/л, а l – в сантиметрах, то k представляет собой молярный коэффициент светопоглощения и обозначается ε, см²/моль. Тогда закон Бугера – Ламберта – Бера можно записать в виде 

Величину называют оптической плотностью поглощающего вещества и обозначают буквой А: 

Отношение интенсивности светового потока, прошедшего через слой вещества, к интенсивности первоначального потока называют пропусканием `T=I/I_0` :

Его значения могут меняться от 0 до 1. Оптическая плотность А и пропускание Т связаны уравнением

Согласно основному закону светопоглощения оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации поглощающего вещества, толщине слоя и молярному коэффициенту поглощения. При подчинении растворов основному закону поглощения наблюдается прямолинейная зависимость между оптической плотностью и концентрацией вещества в растворе при постоянном значении l.

Закон справедлив лишь для разбавленных растворов при следующих условиях: 1) монохроматичность, параллельность и ограниченная интенсивность проходящего через пробу светового потока; 2) постоянство температуры; 3) постоянство состава и неизменность поглощающих частиц в растворе, определяемые химизмом аналитической реакции и условиями её проведения. Если при изменении концентрации будет изменяться природа поглощающих частиц вещества вследствие, например, кислотно – основного взаимодействия, полимеризации, диссоциации и т.д., то зависимость А(с) не будет оставаться линейной, так как молярный коэффициент поглощения вновь образующихся и исходных частиц не будет в общем случае одинаковым (пример).

При определении иона металла Мⁿ⁺ c использованием реагента H_nR возможно протекание нескольких конкурирующих реакций, приводящих к отклонению от основного закона светопоглощения. Поэтому при фотометрическом определении исключительно важное значение имеет обеспечение преимущественного протекания основной аналитической реакции и подавление побочных процессов. Это достигается созданием оптимальных условий проведения реакции.