La perception d'un observateur d'un objet en cours d'examen change avec une lentille grossissante car la lentille courbe les rayons lumineux de l'objet, déformant ainsi la taille de l'image formée, la faisant apparaître plus grande. Les rayons lumineux se courbent en raison d'un changement de densité lorsqu'ils passent de l'air au verre qui forme la lentille. Si les rayons lumineux ne se pliaient pas, aucun grossissement ne se produirait.
Les lentilles fonctionnent sur la base du concept de réfraction. La réfraction ne se produit que lorsque la lumière se déplace d'un milieu à un autre, à condition que les deux milieux aient des densités différentes. La lumière voyage à différentes vitesses dans différents médias. Lorsque la vitesse de la lumière change, le rayon lumineux se courbe. Lorsque la lumière d'un objet frappe la loupe, il commence à se déplacer dans le verre au lieu de l'air. La lumière voyage plus lentement dans le verre. Ce changement de vitesse fait fléchir la lumière. La courbure de la lumière entraîne une distorsion de l'image formée. La quantité de distorsion dans l'image dépend de la distance entre l'objectif et l'objet. Chaque objectif a un point focal, qui est la distance à laquelle l'objectif peut focaliser la lumière qui l'éclaire sur un seul point. Si l'objet est placé entre le foyer de l'objectif et l'objectif lui-même, l'image paraîtra plus grande que l'objet réel.
