星空投影灯的工作原理和一般的投影仪差不多，其运用了小孔成像的原理，事先在星空投影灯内部放置星空图，再通过光的折射把星空图上的图像从小孔中反射出来，投影镜片的位置的改变使星空发生季节上的变化。

高级的星空投影灯，不仅能看到上万颗星星，还带有极光、睡眠音乐、定时关闭等功能，以日本世嘉极光星空投影灯为例，该星空投影灯可以通过顶部的投影装置，投影出上万颗星星。房间天花板一秒变星星的海洋！除了星空计时器，该款投影灯还可以随意控制音乐、角度，还可以观看夏威夷的日落、彩虹等天文现象。