光学原理是利用光源投射光线，经过凸透镜将光线聚焦于一个平面面板上，将细沙等物质撒在平面面板上，通过手的调动控制细沙的形态来构成图像，投影到一个大屏幕上，形成幻灯片一样的视觉效果。简单来说，沙画是一种光学反射和折射的过程。
光是直线行进的，但在不同媒介光会折射：可以用小镜子反射太阳光上课。
放大镜实际上是凸透镜，当把物体放在凸透镜的焦距以内时，物体发出或反射的光，通过凸透镜的折射，成正立放大的虚像。
放大镜是用来观察物体细节的简单目视光学器件，是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角（视角）。
