通常情况下我们光学系统是设置在空气环境下，本文介绍如何在ZEMAX中设置环境的折射率。在下文中我们将要介绍两种方式来实现光学系统建立在非空气的环境中。
在非序列模式（NSC）中，系统也是默认设置在空气中的，但在OpticStudio中的非序列模式中，物体是可以重叠的。因此我们可以定义一个具有一定范围的物体，并将所有光学元件放入其中。如下图所示是一个单透镜系统，假设这个光学系统将要放在水中，我们可以在NSC编辑器第一个物体前插入一个矩形物体来作为背景环境。
然后将材料（Material）定义为水（WATER）来表示外部环境，同时为了使光源（Source Ellipse）放入矩形体中，光源的“Inside Of”选项应设为1，如下图。
完成上述步骤后，如下图所示，我们将得到一个以水为材料，且包围整个光学系统的矩形物体。
如图所示，当原先的环境由“空气-BK7”界面变成“水-BK7”后，光线的折射路径产生明显的变化。
在混合序列中也可以定义环境的折射率，当我们在序列模式中加入NSC元件，系统会以“混合模式（Mixed Mode）”进行模拟。如下图所示，我们可以在镜头数据编辑器（LDE）中的非序列元件后方“Materia”栏里变更环境的材料。
注意：非序列元件的出口会决定光线以非序列模式进行追迹的范围，在使用非序列元件时，需要在LDE中该组件后方的数据设定出口位置，此时出口后方的所有表面将变更为序列追迹模式。