Čtyři červené tečky ukazují datové body a zelená tečka je bod který chceme interpolovat.Například bilineární interpolace na jednotkovém čtverci se z-hodnotami 0, 1, 1 a 0.5 jako signalizace. Interpolační hodnoty uprostřed jsou reprezentovány barvami.
Předpokládejme, že chceme najít hodnotu neznámé funkce f v bodě P = (x, y). Předpokladem je, že známe hodnotu f ve čtyřech bodech Q11 = (x1, y1), Q12 = (x1, y2), Q21 = (x2, y1), a Q22 = (x2, y2).
Nejprve provedeme lineární interpolaci v x-ovém směru. To znamená:
Oproti tomu, co říká název, interpolacenení lineární. Místo toho je její vzorec
takže je součinem dvou lineárních funkcí. Stejně tak lze interpolaci zapsat jako
kde
.
V obou případech počet konstant (čtyři) odpovídá počtu daných bodů, které funkce f udává. Interpolace je lineární podle přímky, která je rovnoběžná buď se směrem nebo , ekvivalentně je-li nebo nastaveno konstantně. Rovnoběžně s další přímkou je interpolace kvadratická.
Výsledek bilineární interpolace je nezávislý na pořadí interpolací. Kdybychom nejprve provedli lineární interpolaci na ose y a pak v x-ovém směru, výsledná aproximace bude stejná.