一些反直觉的物理现象展现了前所未有的视野，那样的美，无法言语。变换光学的基本原理是根据麦克斯韦方程的空间不变性。讲得浅显一点就是，改变我们所处的物理空间，保持电磁波的空间不变。比如隐身衣，从电磁波的角度来看，它所处的空间是没有变化的，所以它感觉不到变换前后的差别，所以它就不能分辨有没有物体在隐身衣之内。
但是从我们的空间来看，变换前后的空间是完全不一样的，变换后，空间中有一个“洞”，这个“洞”就可以隐藏物体。隐身衣应该算是变换光学带来的最有意思的东西。第一次从数学上证明了隐身衣的可能性。当然还有其他的应用。通过变换光学可以自由的操作电磁波，这是跟人们以往的想法是不一样。电磁波通过一个很小的波导隧穿过去，比如这样，电磁波照理来说在经过一个很小的通道时大部分能量会反射回去。
但是在这个窄道里填充介电常数为零的介质后，电磁波竟然全部隧穿过来了。这里涉及到折射率为零的材料，电磁波在狭窄的波导里面，以无穷的相速度传播。超透镜可以突破衍射极限，能分辨小于二分之一波长的物体。从物理上来说，光学显微镜只是采集了传播波，所以丢失了一部分信息，这部分信息包含在倏逝波里面。所谓传播波顾名思义是可以传播的波，倏逝波是不能够传播的波，它的波在传播方向上呈指数衰减。
而超透镜它，能够将倏逝波转换为传播波，从而使我们得到倏逝波里面的信息。负折射率材料在上个世纪还一直以为是不存在的，现在都造出来了。一般实现负折射介质是采用超材料，当然光子晶体也是可以的。负折射率材料有很多反直观的特性，比如逆契伦科夫辐射。
在电磁波中：对于折射率为2的介质，电磁波的极限速度为0.5c（c是电磁波在真空中得速度），如果一个高能粒子以0.6c的速度射入这种介质，就会产生所谓的契伦科夫辐射。所以应该是这样的：注意，在这里能量传播方向跟波的传播方向相同。如果将材料替换为负折射率材料，那么很神奇的事情发生了：可以看到能量传播方向跟波的传播方向正好相反。