Une onde électromagnétique plane et monochromatique présente une polarisation elliptique en général. La polarisation rectiligne n'est qu'un cas particulier. Dans le cas d'une polarisation elliptique, le champ électrique tourne à la vitesse angulaire \(\omega\), en décrivant une ellipse tout en se propageant. Mathématiquement, l'expression la plus générale d'une onde progressive plane harmonique s'écrit :
\[ \overrightarrow{E}(x,y,z,t)= \begin{bmatrix} E_{0x}\,\cos(\omega t-kz)\\ E_{0y}\,\cos(\omega t-kz+\varphi)\\ 0 \end{bmatrix} \]où \(\varphi\) est le déphasage entre les composantes du champ électrique (ou magnétique). On distingue différents cas :
Le champ magnétique \(\overrightarrow{B}\) est telle que \((\overrightarrow{E},\overrightarrow{B},\overrightarrow{k})\) forme un trièdre direct et \(\|\overrightarrow{B}\|=|\overrightarrow{E}\|/c\) à tout instant.