人以左右眼看同樣的對象，因兩眼所見角度不同，在視網膜上形成的像便不完全相同。這兩個像經過大腦綜合以後就能區分物體的前後、遠近，從而產生立體視覺。

立體電影的原理，亦即用兩台攝影機仿照人眼的視角同時拍攝，在放映時亦以兩台投影機同步放映至同一面銀幕上，以供左右眼觀看，從而產生立體效果。

拍攝立體電影時需將兩台攝影機架在一具可調角度的特製雲梯上，並以特定的夾角來拍攝。兩台攝影機的同步性非常重要，因為哪怕是幾十分之一秒的誤差都會讓左右眼覺得不協調，所以拍片時必須打樣，這樣在剪輯時才找得到同步點。

放映立體電影時，兩台投影機以一定方式放置，並將兩個畫面點對點完全一致地、同步地投射在同一個銀幕上。

另外，在每台投影機的鏡頭前都必須加一片偏光鏡，一台是橫向偏振片，一台是縱向偏振片，這樣銀幕就將不同的偏振光反射到觀眾的眼睛裡。

當然，觀眾觀看電影時亦要戴上偏振光眼鏡，而且左右鏡片的偏振方向必須要與投影機搭配，如此左右眼就可以各自過濾掉不合偏振方向的畫面，只看到相應的偏振光圖像，亦即左眼只能看到左機放映的畫面，右眼只能看到右機放映的畫面，而當這些畫面經過大腦綜合後，就產生了立體視覺。