Τα τρισδιάστατα (3D) γυαλιά ηλίου είναι ένα αξεσουάρ ψυχαγωγίας που εκμεταλλεύονται τη διόφθαλμη όρασή μας και μπορούν να κάνουν μια ειδικά προετοιμασμένη δισδιάστατη εικόνα να φαίνεται τρισδιάστατη. Η διόφθαλμη όραση είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την εικόνα που προκύπτει από δύο μάτια που χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα, όπως κάνουν οι άνθρωποι. Όταν μια εικόνα ή μια ταινία έχει προετοιμαστεί για χρήση με γυαλιά ηλίου 3D, στην πραγματικότητα αποτελείται από δύο εικόνες, μία για κάθε μάτι. Τα τρισδιάστατα γυαλιά ηλίου αναγκάζουν κάθε μάτι να δει μόνο μία από τις εικόνες και ο εγκέφαλος στη συνέχεια συνδυάζει τις δύο, γεγονός που δημιουργεί την ψευδαίσθηση μιας τρισδιάστατης εικόνας που «ξεπροβάλλει» από την επιφάνεια στην οποία προβάλλεται η εικόνα ή η ταινία.
Η διόφθαλμη όραση έχει ως αποτέλεσμα μια ενιαία εικόνα να γίνεται αντιληπτή ως αποτέλεσμα της διόφθαλμης σύντηξης, η οποία είναι η διαδικασία κατά την οποία ο εγκέφαλος παίρνει τις δύο ελαφρώς διαφορετικές αντιλήψεις κάθε ματιού και τις συνδυάζει. Αυτή είναι μια χρήσιμη ικανότητα που παράγει ένα ευρύ οπτικό πεδίο, αυξημένη αντίληψη βάθους και την ικανότητα να βλέπεις αμυδρά ή μακρινά αντικείμενα πιο εύκολα από ό,τι αν ο θεατής είχε μόνο ένα μάτι. Αυτή είναι η κύρια κινητήρια δύναμη πίσω από τη λειτουργία των 3D γυαλιών ηλίου, τα οποία φιλτράρουν διαφορετικές εικόνες σε κάθε μάτι. Η διόφθαλμη σύντηξη κάνει τον εγκέφαλο να ενώσει αυτές τις εικόνες έτσι ώστε, ενώ υπάρχουν δύο εικόνες, ο θεατής αντιλαμβάνεται μόνο μία εικόνα.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους τα τρισδιάστατα γυαλιά ηλίου επιτυγχάνουν την απομόνωση κάθε εικόνας για κάθε μάτι, αλλά οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι είναι οι φακοί διπλού χρώματος και οι πολωμένοι φακοί. Οι φακοί στα δίχρωμα 3D γυαλιά ηλίου είναι συνήθως κόκκινοι και μπλε ή κόκκινοι και πράσινοι. Η εικόνα που έχει προετοιμαστεί για προβολή μοιράζεται αυτά τα χρώματα. Οι πολωμένοι φακοί χρησιμοποιούν την πόλωση φωτός, η οποία είναι η διαδικασία κατά την οποία τα κύματα φωτός δημιουργούνται για να κινούνται προς μία μόνο κατεύθυνση. Κάθε πολωμένος φακός ανιχνεύει μία πηγή φωτός.
Οι εικόνες ή οι ταινίες που προορίζονται να προβληθούν με γυαλιά ηλίου 3D θα έχουν δύο διαφορετικές εικόνες που έχουν απόσταση μεταξύ τους, είτε σε χρώματα που αντιστοιχούν σε αυτά των διπλών χρωμάτων γυαλιών 3D είτε ως φωτεινά μοτίβα που προορίζονται να προβληθούν από πολωμένα 3D γυαλιά ηλίου. Οι πολωμένες εικόνες θεωρούνται γενικά ανώτερες από τις εικόνες διπλού χρώματος, καθώς επιτρέπουν την πλήρη έγχρωμη προβολή. Δεδομένου ότι τα διπλά 3D γυαλιά ηλίου χρησιμοποιούν χρώμα για να διαχωρίσουν τις εικόνες, η ποιότητα και ο πλούτος του χρώματος μειώνονται σημαντικά.