Lažni osmijeh zapravo koristi drugačije mišiće od pravog osmijeha. Budući da je pravi osmijeh nenamjeran, a lažni namjeran, različiti dijelovi mozga kontroliraju mišiće koji se koriste za svaki. Mišić odgovoran za izvlačenje kutova usta prema van, zygomaticus major, aktivan je u oba tipa, ali dodatni mišići su uključeni u pravi osmijeh. Kada se osoba iskreno nasmiješi, orbicularis oculi i pars orbitalis se kontrahiraju uz zygomaticus major, uzrokujući podizanje obraza i nabore kože oko očiju. Istinski osmijeh poznat je i kao Duchenneov osmijeh, budući da je francuski neurolog Guillaume Duchenne u 19. stoljeću otkrio razliku između mišića koji se koriste u lažnim i pravim osmjesima.
Jedan od najboljih načina da uočite lažni osmijeh je pogled na krajeve obrva, koje se lagano spuštaju kada je osmijeh stvaran. Također, u pravom osmijehu nabor kože između obrve i kapka pomiče se prema dolje. Manje je vjerojatno da će lažni osmjesi biti simetrični od pravog osmijeha, jer dobrovoljno upravljanje zigomaticus majorom nije uvijek savršeno. Pravi osmijeh traje do pet sekundi, dok lažni može trajati mnogo dulje. Iako lažni osmijeh može biti vrlo uvjerljiv i čak može uzrokovati da se oči malo skupe, s vježbom, mnogi ljudi mogu razlikovati pravi Duchenneov osmijeh od namjernog.
Osmijesi koji izražavaju sreću nisu samo površni; ljudi u svakoj kulturi se smiju na isti način, pa čak i ljudi rođeni slijepi nehotice se smiju kad su sretni. Mnogi biolozi smatraju da je osmijeh nastao kao izraz straha, poput grimase, jer neki primati pokazuju blago stisnute zube kako bi ukazali da su bezopasni za potencijalne grabežljivce. Sposobnost uočiti lažni osmijeh također može biti evolucijska prilagodba, jer određivanje surađuju li i vežu li se drugi s vama ili ne može dati evolucijsku prednost.