Ilúzia ťaží z jednoduchého omylu. Náš mozog vníma horizontálne čiary ako kratšie než vertikálne, aj keď sú úplne rovnako dlhé. Práve schopnosť nášho mozgu rozpoznávať trojrozmerné objekty v dvojrozmerných obrázkoch, spolu so schopnosťou interpretovať perspektívu, môže za vytvorenie tejto ilúzie. Znamená to teda, že nás mozog klame. A nie je to iba v prípade Shepardových stolov. Mozog nás klame takmer každú sekundu, pretože nám poskytuje hotové názory na veci okolo nás.

Táto ilúzia nepôsobí na každého. Niektoré štúdie zistili, že muži vnímajú „rozdiel“ medzi rovnako dlhými horizontálnymi a vertikálnymi čiarami výraznejšie, ako ženy. Rozdiely vo vnímaní môže byť zapríčinený aj kultúrou. Napríklad ľudia žijúci mimo mesta vnímajú tieto ilúzie ako menej mätúce.

Zaujímavosťou je, že napríklad deti s diagnostikovaným autizmom sú menej citlivé na ilúziu Shepardových stolov, ako zdravo rozvíjajúce sa deti.

V roku 2009 získala ilúzia Shepardových stolov ocenenie „Najlepšia ilúzia roka“.