Об’єктив труби перетворює у своїй фокальній площині паралельний пучок від віддаленого предмета (наприклад, від зірки S, рис. 2. 15, а) в точку. Зображенням іншого предмета (S') буде також точка, але в іншому місці фокальної площині. Зображення, утворене об’єктивом у фокальній площині, називається проміжним. Якщо предмет знаходиться порівняно близько, проміжне зображення зміщується далі від об’єктива, хоча і незначно. При розгляданні проміжного зображення через окуляр, як через лупу, необхідно незначно відсунути окуляр від об’єктива за допомогою спеціального механізму наведення на різкість. У окулярі видно уявне, перевернуте (по відношенню до об’єкта) зображення. Воно здається ближче і більше об’єкта. Що стосується відстані до зображення, то це чисто психологічний ефект: зображення здається ближче, бо воно більше. Незначна зміна акомодації очі і відповідне переміщення окуляра істотно змінюють відстань до уявного зображення. Набагато важливіше причина удаваного збільшення «розмірів».

Розмір зображення на сітківці ока залежить від кута зору φ₀ (рис. 2. 15, в). Труба збільшує кут зору (рис. 2. 15, г). Збільшується і розмір зображення на сітківці. Таким чином, при спостереженні далеких предметів важливо кутове збільшення φ/φ₀. З малюнка 11 видно, що це збільшення дорівнює відношенню фокусних відстаней об’єктиву і окуляра

                                                      ,                                                

або відношенню діаметрів пучків до і після труби (але не діаметрів об’єктиву і окуляра, так як діаметр окуляра звичайно трохи більше, ніж діаметр виходить пучка). Збільшення труб для спостереження земних об’єктів рідко виходить за межі 2^х –12^х. Найбільш поширені збільшення 6^х і 8^х. Більша збільшення не дає більшої інформації про об'єкт, так як неоднорідності атмосфери сильно спотворюють зображення, розмиваючи його. У астрономічних ж телескопах застосовуються дуже великі збільшення (більше 1000х).