Efekt będący konsekwencją przewidzianego przez Alberta Einsteina wpływu grawitacji na tor światła – fotony w pobliżu dużej masy poruszają się nie po prostej drodze lecz po krzywej, dzięki czemu obserwator widzi obraz obiektu znajdującego się za soczewką. Zgodnie z Ogólną Teorią Względności, grawitacja jest w stanie zakrzywiać tor światła – w astronomii ten efekt został ochrzczony mianem właśnie soczewkowania grawitacyjnego. Jeżeli obok jakiegoś masywnego obiektu (np. Słońca) przelatuje foton, to ole grawitacyjne obiektu zakrzywi tor fotonu. Z tego powodu, widzieć będziemy obraz źródła w nieprawdziwym położeniu.

Soczewkowanie grawitacyjne zostało udokumentowane wielokrotnie, i jego teoretyczne przewidywania potwierdzają się wyjątkowo dokładnie.

Źródłem (soczewką) soczewkowania grawitacyjnego mogą być planety, gwiazdy, lub galaktyki i ich gromady. W zależności od rozkładu masy w soczewce, występować mogą różne formy zakrzywienia obrazu lub jego powielenie. Wygląd i ilość obrazów są też silnie uzależnione od relacji kątów obserwacji i przechodzenia światła obok soczewki. Dzięki obserwacji wyglądu soczewkowanych obrazów można często określić rozkład wewnętrzny masy soczewki.