Une image est qualifiée de virtuelle quand elle ne peut pas être observée sur un écran. Tous les rayons lumineux qui forment cette image ne passent pas effectivement par cette image, seuls les prolongements de ces rayons passent par l'image.
On observe de telles images par réflexion dans un miroir, par observation à travers une lentille comme dans l'exemple ci-desssous.
Exemple : A' est l'image virtuelle de A à travers la lentille