光学系では、画像は物体から来る光線の焦点の集まりとして定義されます。 実画像は、実際に収束する光線によって作られた焦点の集まりであり、仮想画像は、発散する光線の拡張によって作られた焦点の集まりである。, 言い換えれば、虚像は、光デバイス（レンズ、鏡、または何らかの組み合わせ）から現れる実際の光線を、光線の発散の知覚または見かけの起源に後方にトレースすることによって見つけられる。 光学系のダイアグラムでは、仮想光線は従来、点線で表されています。

トップ：発散レンズを使用して虚像の形成。 下：凸面鏡を用いた虚像の形成。 両方の図において、fは焦点であり、Oは物体であり、Iは画像であり、灰色で示されている。, 実線の青い線は光線を示します。 光線は、仮想画像から発するように見えるが、実際には仮想画像の位置には存在しないことがわかる。 したがって、仮想画像の位置に画面を配置することによって画像を見ることができない。

光線が実際に収束することはないため、仮想イメージを画面に投影することはできません。 これに対して、実際の画像は、実際の場所に収束する光線によって形成されるので、画面上に投影することができる。, 拡散反射するスクリーンに実像を投影することで、人々がその画像を見ることができる（画面上の画像は、人間の目によって撮像される物体として再生される）

• 平面鏡は、鏡の後ろに位置する虚像を形成する。 光の光線は鏡の後ろから来ているように見えますが、光源からの光は鏡の前にしか存在しません。 平面鏡のイメージは拡大されず（つまり、イメージはオブジェクトと同じサイズです）、オブジェクトがミラーの前にあるのと同じくらい後ろに見えます。,
• 発散レンズ（中央よりも縁が厚いもの）または凸面鏡は、虚像を形成する。 このような画像は、元のオブジェクトと比較するとサイズが縮小されます。 収束レンズ（エッジよりも中央が厚いもの）または凹面鏡も、対象物が焦点距離内にある場合に虚像を生成することができる。 このような画像は拡大されます。 これに対して、焦点距離を超える位置に収束レンズや凹面鏡の前に置かれた物体は、実像を生成する。, このような画像は、対象物の位置に応じて拡大または縮小されてもよい。