Une loupe « plie les rayons lumineux pour que les choses paraissent plus grandes qu'elles ne le sont », selon About.com. Cela trompe l'œil et le cerveau, donnant l'impression que la lumière vient de un objet différent. Lorsque les rayons lumineux traversent la lentille convexe, ils se propagent, faisant apparaître l'objet plus grand qu'il ne l'est réellement.
Le grossissement fourni par une lentille dépend de son emplacement entre l'œil et l'objet observé. Le grossissement optimal se produit lorsque l'utilisateur place la lentille aussi près que possible de l'œil, puis déplace l'œil et le verre ensemble afin de faire la mise au point. Cependant, la plupart des utilisateurs placent la lentille plus près de l'objet que de l'œil.
La première preuve de l'utilisation d'une loupe par l'homme remonte au "Livre d'optique" d'Alhazen de 1021, selon Reference.com. De telles lentilles sont utiles dans les lunettes, comme le montre l'Italie au milieu du XIIIe siècle.
Les verres convexes sont plus épais au centre qu'aux bords. Lors de la fabrication de grandes lentilles convexes, l'épaisseur devient problématique. Les loupes de Fresnel utilisent des anneaux concentriques pour faire une grande loupe qui reste mince au centre. Bien que difficile à remarquer lors d'une inspection visuelle de ces loupes, chaque anneau concentrique est légèrement plus fin que le suivant. Les phares dépendent souvent des lentilles de Fresnel pour focaliser le faisceau de lumière qu'ils produisent pour avertir les navires du danger.
