A continuación se exponen algunas explicaciones generales para la mayoría de los efectos ópticos, pero navegando por las distintas páginas encontrará los efectos en concreto y explicaciones más detalladas.

En nuestras retinas se enfoca una imagen invertida de aquello a lo que miramos. 

En la zona central de la retina (mácula) hay una alta sensibilidad a los colores y a la visión de detalles pequeños, pero no nos damos cuenta por que es aquí donde enfocamos la imagen al dirigir la mirada a lo que queremos ver. Sin embargo, en la mácula hay una baja sensibilidad a la visión en blanco y negro, por lo que determinadas figuras de tono gris muy claro pueden tornarse invisibles en circunstancias concretas.

En la entrada del nervio óptico en el ojo (papila) no  hay visión (mancha ciega), pero normalmente no nos damos cuenta por que vemos con los dos ojos a la vez, y es una zona no muy cercana a la mácula, pero en determinados efectos ópticos esto se desenmascara.

Las células de la retina que reciben la imagen (fotorreceptores) transmiten la información a células nerviosas de la retina que comienzan a procesar la imagen, y sólo transmiten hacia el cerebro los cambios en intensidad de luz. Si fuera posible mantener fija la mirada en objetos quietos, la imagen desaparecería. Esto no ocurre gracias a movimientos microscópicos de los ojos, pero con algunos efectos ópticos la imagen desaparece poniendo de manifiesto este procesamiento de la imagen.

Los fotorreceptores continúan descargando información durante más de media hora después del estímulo, pero gracias al efecto anterior estas falsas "imágenes" no son percibidas. Si miramos a un fluorescente y luego cerramos los ojos, podemos continuar viendo una imagen luminosa alargada; es lo que se denomina "postimagen". En algunos efectos ópticos podemos apreciar algunas postimágenes, o incluso la imagen en negativo por un mecanismo similar.

A la zona posterior del cerebro llegan las imágenes de los dos ojos, donde se reconstruye una percepción tridimensional de lo percibido por los ojos. Si en lugar de hacer llegar una imagen real, se visualizan determinadas figuras, puede dar la impresión de que estamos percibiendo alguna imagen curiosa.

Ya en el cerebro, como parte del procesamiento de la imagen, nuestro sistema nervioso da por sentado una cantidad de color, orientación de las líneas horizontales o verticales... que con imágenes que rocen los límites de lo habitual pueden ser percibidos de maneras curiosas.

Y por supuesto, con la imagen ya procesada, nuestra mente juega con las reglas de la perspectiva, atribuyendo a unas u otras imágenes un determinado tamaño, orientación, orden, incluso movimiento... estos últimos son efectos muy popularmente conocidos.