Die Wahrnehmung eines untersuchten Objekts durch den Betrachter ändert sich mit einer Lupe, da die Linse die Lichtstrahlen des Objekts beugt und so die Größe des erzeugten Bildes verzerrt und es größer erscheinen lässt. Lichtstrahlen biegen sich aufgrund einer Dichteänderung, wenn sie sich von der Luft zum Glas bewegen, das die Linse bildet. Wenn die Lichtstrahlen nicht gebeugt würden, würde keine Vergrößerung auftreten.
Objektive basieren auf dem Konzept der Refraktion. Brechung tritt nur auf, wenn sich Licht von einem Medium zum anderen bewegt, vorausgesetzt, die beiden Medien haben unterschiedliche Dichten. Licht breitet sich in verschiedenen Medien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus. Wenn sich die Lichtgeschwindigkeit ändert, biegt sich der Lichtstrahl. Wenn Licht von einem Objekt auf die Lupe trifft, beginnt es sich im Glas statt in der Luft zu bewegen. Licht breitet sich im Glas langsamer aus. Diese Geschwindigkeitsänderung bewirkt, dass sich das Licht biegt. Die Lichtbeugung führt zu einer Verzerrung des erzeugten Bildes. Der Grad der Verzerrung im Bild hängt vom Abstand des Objektivs vom Objekt ab. Jedes Objektiv hat einen Brennpunkt, das ist die Entfernung, in der das Objektiv das darauf einfallende Licht auf einen einzigen Punkt fokussieren kann. Wenn das Objekt zwischen dem Brennpunkt des Objektivs und dem Objektiv selbst platziert wird, sieht das Bild größer aus als das tatsächliche Objekt.
