水墨屏的顯示原理主要基於電子墨水的定向聚集和顏色變化。
水墨屏由無數微小的微膠囊組成，每個微膠囊內含有帶電荷的顏色顆粒和染料，這些顆粒懸浮在透明液體中。當在螢幕上施加電壓時，帶有電荷的染料顆粒會被吸引到微膠囊的一端，形成定向聚集，從而在微膠囊內產生可見的圖像。具體來說，每個微膠囊包含帶正電的白色粒子和帶負電的黑色粒子，這些粒子在電場的作用下可以移動到微膠囊的頂端，從而使得使用者可以看到白色或黑色的影像。
此外，水墨屏的技術還涉及到雙穩態效應，這意味著一旦圖像被顯示出來，它就可以在沒有電流的情況下保持不變，即使拔掉電池也是如此。這種特性使得水墨屏非常省電。水墨屏的刷新是不連續的，每一次刷新完成後，當前的畫面就可以保持下來，這也是其省電的原因之一。