幻燈機（通常縮寫為OHP），像電影或幻燈機一樣，利用光線在屏幕上投射放大的圖像，使一個小文件或圖片能夠與廣大觀眾分享。

在高射投影儀中，圖像的來源是一頁紙大小的透明塑料薄膜（也被稱為箔或透明膠片），要投射的圖像是印刷的或手寫/繪制的。這些膠片被放置在投影機的玻璃板上，玻璃板下面有一個光源，上面有一個投影鏡和鏡頭組件（因此稱為頂置）。在視頻投影機出現之前，它們被廣泛用于教育和商業領域。

懸掛式投影儀的工作原理與幻燈機相同，即通過聚焦鏡頭將光線從被照亮的幻燈片投射到投影屏幕上，形成真實圖像。然而，由于所使用的透明膠片的尺寸要大得多（通常與印刷頁的尺寸相當），而且要求透明膠片必須朝上放置（對演示者來說可以閱讀），因此必須有一些區別。為了達到后一目的，投影機在聚焦鏡頭前后有一面鏡子，將光學系統向水平方向折疊。該鏡子還實現了圖像的反轉，以便投射到屏幕上的圖像與演示者俯視幻燈片時看到的圖像相一致，而不是其鏡像。因此，透明膠片被朝上放置（朝向鏡子和聚焦鏡頭），與35毫米幻燈片放映機或電影放映機（缺乏這樣的鏡子）相比，幻燈片的圖像在聚焦鏡頭對面的一側是不反轉的。

與此相關的放大透明圖像的發明是太陽照相機，但不透明材料的類似目的是由表皮鏡來實現的。

由于聚焦鏡（直徑通常小于10厘米[3.9英寸]）比透明度要小得多，所以光學聚光鏡發揮了關鍵作用，它照亮了透明度。由于這需要一個大的光學透鏡（至少與透明度一樣大），但光學質量可能很差（因為圖像的清晰度并不取決于它），所以采用了菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡位于放置透明度的玻璃板上（或者是玻璃板的一部分），它的作用是將擊中它的大部分光線重定向到一個朝向聚焦透鏡的匯聚錐體。如果在這一點上沒有這樣的聚光器，大部分光線就會錯過聚焦鏡頭（否則聚焦鏡頭就必須非常大，而且成本太高）。此外，菲涅爾透鏡下面的鏡子或其他聚光元件的作用是增加燈泡的輸出部分，首先到達菲涅爾透鏡。為了在屏幕上提供足夠的光線，需要使用一個高強度的燈泡，這通常需要風扇冷卻。

焦點調整透鏡式投影儀通常包括一個手動聚焦機構，它可以提高和降低聚焦鏡頭（包括折疊鏡）的位置，以調整物距（幻燈片和鏡頭之間的光學距離），在聚焦鏡頭的固定焦距下，在選定的圖像距離（到投影屏幕的距離）上聚焦。這允許有一系列的投影距離。

增加（或減少）投影距離會增加（或減少）聚焦系統的放大率，以適應使用中的投影屏幕（或有時只是為了適應房間的設置）。增加投影距離也意味著相同數量的光被分散到更大的屏幕上，導致圖像更暗。隨著投影距離的改變，必須重新調整聚焦以獲得清晰的圖像。然而，聚光光學器件（菲涅爾透鏡）針對透鏡的一個特定垂直位置進行了優化，對應于一個投影距離。因此，當它被聚焦到一個非常不同的投影距離時，由菲涅爾透鏡投射到聚焦透鏡的部分光錐會錯過該透鏡。這對投射圖像的外邊緣影響xxx，所以當聚焦到一個極端時，人們通常會在屏幕邊緣看到藍色或棕色的邊緣。在建議的投影距離附近使用投影機，可以避免這種情況的發生，而且整個屏幕的強度也大致均勻。

與現代LCD或DLP視頻投影機相比，高光投影機的燈泡技術通常非常簡單。大多數天幕投影機使用一個極高功率的鹵素燈，其消耗量可能高達750或1000瓦。需要一個高流量的鼓風機來保持燈泡不因產生的熱量而熔化，而且這個鼓風機通常是在一個定時器上，在燈光熄滅后保持運行一段時間。

此外，強烈的熱量加速了故障