目前在LED透镜应用中，全反射杯形LED透镜是比较常见的一种透镜。有不少人对它的工作原理还是比较陌生，以下对其光路工作原理进行简单说明。
全反射杯形LED 透镜内部结构实际上是通过两部份来完成的： LED正前方的光线是通过LED透镜内部的小曲面以穿透的方式聚光； 超出小曲面直径外的侧光是通过透镜的反射面来收集光线，以反射的方式聚光。 如何将透镜这两部份光线投射出去所形成的光斑应尽量重叠成一个光斑，是设计的重点。
光线经过穿透面所外移时，这部份光线的聚光角度会变小，这时LED前方一部份光线将会超出穿透的曲面而跑向曲面直径外再进行反射，这时如果反射面不变，有一部份光线将又从超出反射面之外跑走投射出去，这部份光线通俗叫杂光或余光。 穿透面的曲面系数、与LED的距离将是对LED正前方的聚光角度产生变化；反射面的曲面系数以及直径（面积）大小是对LED侧面光线的聚光角度以及光线的利用率产生影响；因此穿透聚光和反射聚光是需要通过电脑模拟设计来完成。
当反射面直径扩大，相当于反射面面积增大，虽然可以提升透镜的反射效率，但此时LED透镜的体积也相应增大了，体积大所带来的影响：用料多，注塑时间长、缩水率增加、成本上升、中心厚度增加、光损增加等等。镜面全反射杯形LED透镜比较适合用在45度以下的聚光设计，当然也可以在杯形透镜的基础上改变透镜表面如：凹面、磨砂面、矩阵面、横纹面等等，可根据不同的透镜面得到不同效果的光斑如：漫射光斑、矩形光斑、椭圆形光斑等等。
