Efectivamente eso se hace con Javascript.
En ésta página encontrarás bastantes ejemplos, aunque la mayoría son haciendo click sobre la imágen:
http://www.dynamicdrive.com/dynamicindex4/indexb.html
Es bastante popular el
Lightbox, y a mi también me gusta la flexibilidad del
Facebox
Otra posibilidad, si quieres hacer que se vea con solo poner el razon encima de la imagen pequeña, sin hacer click, es usar la librería
overlib. Yo la he usado y tambien es bastante flexible, aunque requiere unos conocimientos mínimos de HTML.