可以用两种不同的方式来描述电磁波与样品间的作用，一为琼斯矩阵，一为穆勒矩阵。在琼斯矩阵表示法，电磁波在作用前与作用后以具有两个复数值的琼斯向量来描述，而其间的转换则是以一具复数值的2乘2矩阵（即琼斯矩阵）表现。在穆勒矩阵表示法，作用前、后的电磁波则以具四实数项的斯托克斯向量表示，作用之转换描述矩阵则是4乘4共16实数项的穆勒矩阵。当没有[偏振|退偏振化]]发生时，两种型式完全相符，因此对于非退偏振化样品，通常使用琼斯矩阵的型式就足够了。但若样品会退偏振化，则为了取得这退偏振化的量，必需要使用穆勒矩阵型式。退