En una lente delgada divergente, el foco imagen $F'$ se encuentra a la izquierda de la lente ($f' < 0$) y el foco objeto $F$ se encuentra a la derecha ($f > 0$). Para un objeto real situado a la izquierda de $F'$, el trazado de rayos se realiza siguiendo las reglas de la óptica geométrica.

El trazado se basa en los siguientes rayos principales:1. Un rayo paralelo al eje óptico que, al refractarse en la lente, diverge de tal forma que su prolongación pasa por el foco imagen $F'$.2. Un rayo que se dirige hacia el centro óptico de la lente y la atraviesa sin desviarse de su trayectoria original.3. (Opcional) Un rayo que apunta hacia el foco objeto $F$ (situado a la derecha) y que, tras refractarse, emerge paralelo al eje óptico.

A partir del trazado de rayos anterior, se observa que la imagen se forma en el punto donde se intersectan las prolongaciones de los rayos refractados. Las características de la imagen son:- Virtual: La imagen se forma por la intersección de las prolongaciones de los rayos y no por los rayos mismos. Se sitúa en el mismo lado que el objeto ($s' < 0$).- Derecha: La imagen mantiene la misma orientación vertical que el objeto (se encuentra por encima del eje óptico).- Menor: El tamaño de la imagen es inferior al tamaño del objeto original.Analíticamente, esto se justifica mediante la ecuación de las lentes delgadas y la fórmula del aumento lateral:

Como en una lente divergente $f' < 0$ y para un objeto real $s < 0$, al despejar la posición de la imagen $s'$, se obtiene siempre un valor negativo y menor en módulo que $s$. En consecuencia, el aumento lateral $A_L$ resulta positivo y menor que la unidad ($0 < A_L < 1$), lo que confirma que la imagen es virtual, derecha y de menor tamaño.