人以左右眼看同樣的對象，兩眼所見角度不同，在視網膜上形成的像並不完全相同，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。立體電影的原理即為以兩臺攝影機仿照人眼睛的視角同時拍攝，在放映時亦以兩臺投影機同步放映至同壹面銀幕上，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臺攝影機架在壹具可調角度的特制雲臺上，並以特定的夾角來拍攝。兩臺攝影機的同步性非常重要，因為哪怕是幾十分之壹秒的誤差都會讓左右眼覺得不協調;所以拍片時必須打板，這樣在剪輯時才能找得到同步點。
立體眼鏡起源於1953年5月24日立體電影首次出現，為了把觀眾從電視奪回來，好萊塢推出了壹種新玩藝兒--立體電影。戴著特殊眼鏡的觀眾像在觀看《布瓦那魔鬼》及《蠟屋》這類驚險片那樣，發現自己躲在逃跑的火車及魔鬼的後面。從而為我們帶入了立體電影的時代。
立體電影是用兩個鏡頭如人眼那樣從兩個不同方向同時拍攝下景物的像,制成電影膠片.在放映時,通過兩個放映機,把用兩個攝影機拍下的兩組膠片同步放映,使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上.這時如果用眼睛直接觀看,看到的畫面是模糊不清的,要看到立體電影,就要在每架電影機前裝壹塊偏振片,它的作用相當於起偏器.從兩架放映機射出的光,通過偏振片後,就成了偏振光.左右兩架放映機前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直.這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不改變.觀眾用上述的偏振眼鏡觀看,每只眼睛只看到相應的偏振光圖象,即左眼只能看到左機映出的畫面,右眼只能看到右機映出的畫面,這樣就會像直接觀看那樣產生立體感覺.這就是立體電影的原理.