Ход лучей в зрительной трубе: а — труба Кеплера; б — труба Галилея. Лучи, попадающие в объектив — L1 от удалённого предмета, практически параллельны. Объектив даёт действительное перевёрнутое изображение предмета в своей фокальной плоскости FE. Расходящийся пучок лучей из точки Е падает на окуляр L2; т. к. фокальная плоскость окуляра также проходит через точку Е, то выходящий из трубы пучок параллелен побочной оптической оси окуляра. Попадая в глаз А, лучи сходятся на его сетчатке и дают действительное изображение предмета (f1 и f2 — фокусные расстояния объектива и окуляра: w — угол, под которым предмет виден без зрительной трубы; w' — угол, под которым наблюдается изображение предмета в трубе, tg w'/tg w — угловое увеличение трубы).