ในทางเรขาคณิตภาพสะท้อนของวัตถุหรือรูปทรงสองมิติคือภาพเสมือนที่เกิดจากการสะท้อนในกระจกเงาราบโดยจะมีขนาดเท่ากับวัตถุเดิม แต่มีลักษณะแตกต่างกัน เว้นแต่ว่าวัตถุหรือรูปทรงนั้นจะมีสมมาตรแบบสะท้อน (หรือที่เรียกว่าสมมาตรแบบ P )

ภาพสะท้อนสองมิติสามารถมองเห็นได้ในภาพสะท้อนของกระจกหรือพื้นผิวสะท้อนแสงอื่นๆ หรือบนพื้นผิวที่พิมพ์แล้วมองจากด้านใน หากเรามองวัตถุที่เป็นสองมิติ (เช่น ตัวหนังสือบนการ์ด) ก่อน แล้วหันการ์ดไปทางกระจก วัตถุจะหมุนไป 180 องศา และเราจะเห็นภาพกลับด้านในกระจก ในตัวอย่างนี้ การเปลี่ยนทิศทางไม่ใช่ตัวกระจกเองที่ทำให้เกิดภาพกลับด้านที่สังเกตเห็น อีกตัวอย่างหนึ่งคือ เมื่อเรายืนหันหลังให้กระจกและหันหน้าเข้าหาวัตถุที่อยู่ข้างหน้ากระจก จากนั้นเราเปรียบเทียบวัตถุกับภาพสะท้อนโดยการหมุนตัว 180 องศาเข้าหากระจก อีกครั้งเราจะเห็นภาพกลับด้านในกระจกเนื่องจากการเปลี่ยนทิศทางของเรา ดังนั้น ในตัวอย่างเหล่านี้ กระจกไม่ได้เป็นสาเหตุที่แท้จริงของภาพกลับด้านที่สังเกตเห็น

แนวคิดเรื่องการสะท้อนสามารถขยายไปถึง วัตถุ สามมิติได้ รวมถึงส่วนภายใน แม้ว่าส่วนนั้นจะไม่โปร่งใสก็ตาม คำนี้จึงเกี่ยวข้องกับทั้งด้านโครงสร้างและด้านภาพ วัตถุสามมิติจะกลับด้านในทิศทางตั้งฉากกับพื้นผิวกระจก ในทางฟิสิกส์ ภาพสะท้อนในกระจกได้รับการศึกษาในวิชาที่เรียกว่าทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตในระดับพื้นฐานกว่านั้นในเรขาคณิตและคณิตศาสตร์ ภาพสะท้อนเป็นวัตถุหลักของ ทฤษฎี กลุ่มค็อกซ์เตอร์และกลุ่มการสะท้อน

ในวิชาเคมีโมเลกุล สองรูปแบบ ( ไอโซเมอร์ ) ซึ่งรูปแบบหนึ่งเป็น "ภาพสะท้อน" ของอีกรูปแบบหนึ่ง เรียกว่า เอนันติโอเมอร์หากโมเลกุลทั้งสองนั้นไม่สามารถ "ซ้อนทับกันได้" (ศัพท์ทางเทคนิคที่ถูกต้องคือ "ซ้อนทับกันได้" แม้ว่าคำว่า "ซ้อนทับกันได้" ก็มีการใช้เช่นกัน) นี่คือตัวอย่างของไครัลลิตีโดยทั่วไปแล้ว วัตถุและภาพสะท้อนของวัตถุนั้นเรียกว่าเอนันติโอเมอร์

ถ้าจุดหนึ่งของวัตถุมีพิกัด ( x , y , z ) ภาพของจุดนี้ (ที่สะท้อนโดยกระจกใน ระนาบ y , z ) จะมีพิกัด (−x , y , z )ดังนั้น การสะท้อนคือการกลับทิศทางของแกนพิกัดที่ตั้งฉาก ( ปกติ ) กับพื้นผิวกระจก แม้ว่ากระจกเงาราบจะกลับวัตถุเฉพาะในทิศทางที่ตั้งฉากกับพื้นผิวกระจกเท่านั้น แต่สิ่งนี้จะทำให้ภาพสามมิติทั้งหมดที่เห็นในกระจกกลับด้าน ทำให้เกิดการรับรู้ถึงการกลับด้านซ้ายขวา ดังนั้น การกลับด้านนี้จึงถูกเรียกว่า "การกลับด้านด้านข้าง" ซึ่งอาจทำให้เข้าใจผิดได้ การรับรู้ถึงการกลับด้านซ้ายขวาได้รับการอธิบายทางเรขาคณิตโดยข้อเท็จจริงที่ว่าวัตถุสามมิติที่เห็นในกระจกเป็นเวอร์ชันที่กลับด้านของวัตถุจริง เหมือนถุงมือที่ถอดออกจากมือซ้ายและเปลี่ยนเป็นถุงมือมือขวา แต่ก็ยังมีความสับสนเกี่ยวกับการอธิบายนี้ในหมู่นักจิตวิทยาอยู่บ้าง จิตวิทยาของการรับรู้การสลับซ้ายขวาได้รับการกล่าวถึงในบทความเรื่อง "Much ado about mirrors" โดยศาสตราจารย์ไมเคิล คอร์บอลลิส (ดู "ลิงก์ภายนอก" ด้านล่าง)

การสะท้อนในกระจกส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของทิศทางการหมุนโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากระบบพิกัดมือขวาเป็นระบบพิกัดมือซ้าย (หรือในทางกลับกัน) หากมองในกระจก แกนสองแกน (ขึ้น-ลง และ ซ้าย-ขวา) จะตรงกับแกนในกระจก แต่แกนที่สาม (หน้า-หลัง) จะกลับด้าน

หากบุคคลยืนหันข้างให้กระจก มือซ้ายและมือขวาจะกลับด้านโดยตรงจากกระจก เนื่องจากแกนซ้าย-ขวาของบุคคลนั้นจะตั้งฉากกับระนาบของกระจก อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าจะมี เพียงสองภาพสะท้อนกลับ ด้านเสมอคือวัตถุและภาพสะท้อนกลับด้านของวัตถุ ดังนั้น ไม่ว่าวัตถุจะหันไปทางกระจกอย่างไร ภาพที่ได้ทั้งหมดก็เหมือนกันโดยพื้นฐาน (ดังที่คอร์บอลลิสอธิบายไว้ในบทความของเขาเรื่อง "Much ado about mirrors" ที่กล่าวถึงข้างต้น)

ในภาพสะท้อนของภูเขาในทะเลสาบ (ภาพบนขวา) จะเห็นการกลับทิศทางของเส้นตั้งฉากกับพื้นผิวสะท้อนได้อย่างชัดเจน สังเกตว่าไม่มีการกลับด้านหน้า-หลังหรือซ้าย-ขวาที่ชัดเจนของภูเขา ในตัวอย่างของโกศและกระจก (ภาพขวา) โกศมีความสมมาตรค่อนข้างดีทั้งด้านหน้า-หลัง (และซ้าย-ขวา) ดังนั้นจึงไม่เห็นการกลับทิศทางใดๆ ที่ชัดเจนในภาพสะท้อนของโกศ

ภาพสะท้อนจะปรากฏเป็นสามมิติชัดเจนยิ่งขึ้นหากผู้สังเกตเคลื่อนที่ หรือหากมองภาพโดยใช้การมองเห็นแบบสองตาทั้งนี้เนื่องจากตำแหน่งสัมพัทธ์ของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงไปตามมุมมองของผู้สังเกต หรือเมื่อมองด้วยตาแต่ละข้างแตกต่างกัน^{[ 1 ]}

การมองผ่านกระจกจากตำแหน่งต่างๆ (แต่จุดสังเกตจะต้องจำกัดอยู่ภายในครึ่งพื้นที่ด้านใดด้านหนึ่งของกระจก) ก็เหมือนกับการมองภาพสะท้อนสามมิติของอวกาศ หากไม่มีกระจกอื่นๆ ภาพสะท้อนของครึ่งพื้นที่ด้านหน้ากระจกเท่านั้นที่เกี่ยวข้อง หากมีกระจกอีกบาน ภาพสะท้อนของครึ่งพื้นที่อีกด้านหนึ่งก็เกี่ยวข้องด้วยเช่นกัน