Mają one specyficzne własności: załamują światło zgodnie z prawem Snelliusa dla negatywnej wartości refrakcji, czyli kąt załamania ma ujemną wartość (patrz diagram), efekt Dopplera jest odwrócony (światło ze źródła poruszającego się w kierunku obserwatora ma obniżoną częstotliwość), promieniowanie Czerenkowa jest wysyłane w przeciwną stronę niż poruszający się obiekt, prędkość grupowa fali ma zwrot przeciwny do prędkości fazowej, światło ma tym większą długość fali im wyższą częstotliwość (odwrotnie niż w zwykłych materiałach).
Modele teoretyczne Możliwość istnienia materiałów lewoskrętnych przewidział jako pierwszy Wiesiełago w 1968 rokuV.G. Veselago, The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ε and μ, „Sov. Phys. Uspekhi”, 1968, 10(4), s. 509–514 (doi 10.1070/PU1968v010n04ABEH003699).. W praktyce udało się je wytworzyć dopiero na przełomie XX i XXI wieku. John Pendry pokazał metodę uzyskiwania ujemnej przenikalności elektrycznej przez ułożenie przewodów wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali i ujemnej przenikalności magnetycznej przez ułożenie przewodów w otwarte pierścienie (w kształcie litery ‘C’) prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali.