Bir kaleydoskop, ayna gibi yansıtıcı bir yüzeye çarpan ışığı yansıtarak çalışır. Birbirine açılı olarak yerleştirilmiş iki veya daha fazla aynası vardır. Ayna düzeneği, aynaların bir ucunda bir göz deliği ve diğer ucunda bir nesne koleksiyonu bulunan bir kasa ile çevrilidir.
Bu yansıtıcı yüzeyler tipik olarak bir üçgen veya V şekli oluşturur. Bir kaleydoskop çevrildiğinde, parçalar hareket eder ve farklı bir tasarım görülebilir. Yansımalar tüp içinde ileri geri sekerek çeşitli görüntüler oluşturur. Bir kişinin göz deliğinden bakarken gördüğü şey asla tam olarak iki kez aynı değildir. Tipik olarak, kaleidoscopes karmaşık ve çekici tasarımlar oluşturan bir cam parçaları, boncuklar ve düğmeler koleksiyonuna sahiptir. Bu kısmen simetri yüzünden. Tekrarlanan tüm görüntüler, yanlarındaki görüntüye göre simetriktir. Yansıtıcı yüzeylerin kesin bir kombinasyonu, kesin simetrik görüntüler sağlar.
Kaleydoskopun içindeki nesneler hareket eder, bu nedenle kabı döndürdükten veya salladıktan sonra nesneler hiçbir zaman aynı düzenlemeye sahip olmaz. İki tane tamamen aynı tasarıma sahip olmak da mümkün değil. Nesne yansımaları bir taraftan diğerine hareket ettikçe ve başkalarıyla birleştikçe farklı desenler oluşur. Üç veya daha fazla ayna, geometrik ve daha karmaşık desenlere ve sonsuz yansımalara sahip bir tasarım oluşturur. Örneğin, üç aynalı bir kaleydoskop karmaşık üçgen yansımalar yaratır.
