Nhận thức của người quan sát về một vật thể đang được kiểm tra thay đổi bằng thấu kính lúp vì thấu kính làm cong các tia sáng từ vật thể, do đó làm sai lệch kích thước của hình ảnh được tạo thành, khiến nó có vẻ lớn hơn. Các tia sáng bị bẻ cong do sự thay đổi mật độ khi chúng di chuyển từ không khí đến thủy tinh tạo thành thấu kính. Nếu các tia sáng không bị bẻ cong thì sẽ không xảy ra hiện tượng phóng đại.
Thấu kính hoạt động dựa trên khái niệm khúc xạ. Sự khúc xạ chỉ xảy ra khi ánh sáng di chuyển từ môi trường này sang môi trường khác, với điều kiện hai môi trường có mật độ khác nhau. Ánh sáng truyền đi với các tốc độ khác nhau trong các phương tiện khác nhau. Khi tốc độ ánh sáng thay đổi, tia sáng bị uốn cong. Khi ánh sáng từ một vật chiếu vào thấu kính lúp, nó bắt đầu chuyển động trong thủy tinh thay vì trong không khí. Ánh sáng truyền chậm hơn trong thủy tinh. Sự thay đổi vận tốc này làm cho ánh sáng bị bẻ cong. Sự bẻ cong của ánh sáng dẫn đến sự biến dạng trong hình ảnh. Mức độ biến dạng trong hình ảnh phụ thuộc vào khoảng cách của thấu kính từ vật thể. Mọi thấu kính đều có một tiêu điểm, là khoảng cách mà thấu kính có thể hội tụ ánh sáng chiếu vào nó đến một điểm duy nhất. Nếu vật được đặt giữa tiêu điểm của thấu kính và chính thấu kính, ảnh sẽ trông lớn hơn vật thật.
