彩票游戏的原理是以数学概率为基础，通过制定游戏规则，设计出不同奖等的中奖条件，并根据这些中奖条件的概率，确定各个奖等的中奖金额。彩票游戏的中奖概率取决于不同游戏的奖组规模和中奖条件。例如双色球游戏，其投注过程是从33个红色号码球中选择6个号码，同时从16个蓝色球号码中选择1个号码，组合为一注进行投注，奖组规模约为1772万注，一等奖（同时选中当期中奖号码的6个红色号码和1个蓝色号码）的中奖概率约为1/17720000。

双色球游戏的开奖由福利彩票发行机构根据《彩票管理条例》（中华人民共和国国务院令第554号，以下简称《条例》）、《彩票管理条例细则》相关规定，遵循财政部门批准的游戏规则实施。每次开奖都是一次独立的随机事件，与之前的开奖和之后的开奖没有数理上、逻辑上的因果关系。每次开奖不会受到前次开奖结果的影响，也不会对下次开奖号码造成影响，开奖号码没有规律可循，也不可预测。每次开奖16个蓝色球号码每个号码出现的概率是一样的，为1/16。

以双色球连续3期开出同一个号码为例。如果将连续3期双色球开奖看作为一个整体事件，那么连续3期开出一组特定蓝色球号码的概率是：1/16x1/16x1/16=1/4096。从游戏机理上说，这就相当于由3个16位数组成一个类似3D的游戏，开出的所有号码组合共有4096个：“1、1、1”、“1、1、2”……“16、16、15”、“16、16、16”。其中3位数相同的号码组合共有16组，同为1或2或3…16,概率为16x1/4096，即1/256。所以，理论上说，双色球游戏每开出258期(产生256组3数号码)，就可能发生一次连续3期开出同一蓝色球号码的情况。虽然是小概率事件，但客观上也是存在发生的可能。从实际开奖情况来看，双色球2003年上市近14年，共开出超过2000期中奖号码，出现连续3期以上蓝色球号码相同的情况7次，其中包括：2016年3月连续3期开出15、2015年3月连续3期开出03、2014年7月连续3期开出08、2012年7月连续3期开出12、2011年4月连续3期开出13、2009年1月连续3期开出02，2013年6月2013067-2013070期连续4期开出06。如果以256期出现一次3期同号的概率计算，双色球2003年至今蓝色球号码3期同号的概率理论值为7.8次，真实情况为7次，很接近游戏正常的数学机理和概率范围。

双色球、七乐彩、3D等全国联销的品牌游戏，福利彩票发行机构按照有关规定和实际需要，每期开奖通过电视、电台和网络，及时向社会公布当期销售情况和开奖结果，每期开奖现场都有公证处的两位公证员针对开奖过程和开奖结果进行公证。