Im einfachsten Fall besteht eine Lupe aus einer einzigen konvexen Linse. Das sich das Objekt innerhalb der Brennweite der Linse befindet, laufen die Lichtstrahlen nach der Linse auseinander. Unser Gehirn verlängert die divergenten Strahlen rückwärts, so dass ein vergrößertes, aufrechtstehendes Bild entsteht. Dieses Bild ist virtuell. Mikroskope und (so genannte holländische) Teleskope sind komplexe Linsensysteme, in denen auch Lupen verwendet werden.

Die simulierte Vergrößerung hat den Faktor 2.