萬花筒的工作原理是平面鏡的成像原理，通過光的反射而產生影像。
由三面玻璃鏡子組成壹個三棱鏡，再在壹頭放上壹些各色玻璃碎片，這些碎片經過三面玻璃鏡子的反射，就會出現對稱的圖案，看上去就像壹朵朵盛開的花；隨著三角鏡中鏡子的角度變化，影像的數目也隨之變化；影像重疊後形成各種圖案，不停地轉動萬花筒就可以看到不斷變換的圖案。
萬花筒的鏡子結構：
萬花筒主要是利用裏面的鏡子成像的，不同的鏡子結構，展現出的效果也會有所不同，常見的萬花筒鏡子有表面鏡、塑料鏡、金屬鏡、分色玻璃鏡、三棱鏡等，具體的鏡子結構有：
1、鏡結構
由2片鏡子組成，三角形的兩面是鏡子，壹面不能反射，所以映象在兩面鏡片的反射下形成圓型，能分割的圖案由分開成角的度數決定。
2、鏡結構
利用3片鏡子組成三角形，包括正三角形、等腰三角形和直角三角形等，不同的組成方法，觀察方法也會改變。
3、鏡結構
利用4片鏡子組成四邊形或菱形，如果組成正方形則會產生拼湊圖案壹樣的映象，如果組成菱形，則會產生兩個焦點，像兩朵花同時開放壹樣。
4、錐型鏡結構
片或4片梯形的鏡片組合起來，從寬的開口望進去，會看到映象成立球狀，是壹種立體的萬花筒。
5、循環鏡結構
將類似鏡子可以反射光的薄膜貼在圓筒壁上，向內看去時，可以看到時光隧道壹樣的旋渦狀映象，這種鏡子結構可以進行不規則的反射。