液晶顯示器（LCD）的工作原理主要基於液晶分子的物理特性及其在電場作用下的排列變化。液晶是一種有機複合物，由長棒狀的分子構成。在自然狀態下，這些棒狀分子的長軸大致平行。當液晶被放置在兩個平行板之間，這兩個板上的槽通常互相垂直（例如一個板上的分子南北向排列，另一個板上的分子東西向排列），位於兩板之間的液晶分子被強迫進入一種90度扭轉的狀態。
當光線穿過液晶層時，光線方向也會隨之扭轉90度。為了顯示圖像，LCD通常配備有紅色、綠色和藍色的濾色器，以及偏振片。偏振片只允許特定方向的光線通過。當液晶分子未施加電壓時，它們保持扭曲排列，光線通過液晶層後方向扭轉，然後通過偏振片到達觀眾的眼睛。當對液晶施加電壓時，液晶分子的排列發生變化，不再扭曲，而是更加垂直於板面。這時，光線可以通過液晶層而不發生方向變化，或者被偏振片阻擋，從而控制光線的透射或遮蔽。
通過調整施加到液晶上的電壓，可以控制每個像素的亮度，從而在螢幕上顯示各種顏色和圖像。這種技術使得LCD顯示器能夠以高對比度和清晰的圖像質量來展示內容。