立體感也就是空間感，是不同于二維平面的三維感覺。我們人類及大多數的動物都長有兩只眼睛和兩只耳朵，通過這些器官我們就能感覺到三維空間的存在以及自己在這個三維空間的位置。其實生活中我們每時每刻都體會著"立體感"！因為我們從來都是用兩只眼睛看世界的、用兩只耳朵聽世界的。在古希臘，歐幾里德就已經發現，人類左右眼所看到的影像是不同的，雙眼有視差，這也是人們能夠洞察立體空間的主要原因，是立體感的來源，也是立體影像技術的基本原理。

　　就視覺來說。雖然我們去看的只是一個景物，但是兩只眼睛卻看到了不同的影像。因為左右眼睛相對于景物形成了視線的夾角，視線角度的差別造成了左右眼睛看到的永遠是不同的兩個影像，這兩個有差別的影像經過左右眼睛傳送到我們大腦，大腦對這個差別進行判斷后使得我們感覺到了“遠近”“深淺”。聽覺也是如此（兩只耳朵聽到的是不同的聲音，是立體聲。由此不同才能判斷出聲音來自何方和遠近。）正因為有了兩個差別的感受，才使得我們感知了三維空間的存在、以及自己在這個個空間中的位置，才會有立體感。

　　這樣說來，難道獨眼的人不能感知空間世界嗎？不，獨眼的人一樣也能感受到三維立體空間。細心觀察就會發現獨眼的人經常晃動著腦袋看東西，這是因為他把一只眼當兩只眼用，他是在用單只眼睛“移動著看”。他是在主動地尋找視角差，主動地去感受不同的影像畫面。從而讓自己的大腦做出來“遠近”“深淺”的判斷。（另外還他借助一些“近大遠小”的光學道理和一些生活常識來輔助判斷）。但他不能像正常人那樣是同時感受到兩個不同影像的刺激，而是有個時間差。因此他知道空間的存在和位置，卻不能感受到真正意義上的立體視覺。
可以做個簡單的實驗：立一個酒瓶在半米外的書桌上，閉上一只眼，頭部不要晃動，你就很難一次就把筷子插進酒瓶中，晃動頭部去看然后就能準確地插進去，而這在平時雙眼睜開去做的話就是一件非常容易的事情。
我們大腦想要產生立體感就必須同時接受到兩個不同畫面的刺激。傳統的單幅的照片是把立體的景物保存在一個平面的畫面中，兩只眼睛去看這一個平面的照片，無論怎么看，左右眼看到的總是同樣的畫面，不可能有視角差。也就體會不到照片中景物的立體感來。任何立體影像都是由兩個不同視角差的影像構成，都是是雙畫面的。也只有讓左右眼睛分別看到有差別的雙畫面，我們才會有立體感。
“立體攝影”就是把一個景物的左右視角的兩個影像通過兩張照片保存下來。
“立體觀看”就是利用這兩張照片通過特殊的觀看方法同時還原給我們的左右眼，讓我們的大腦還原出圖片中景物的三維空間感覺。