L'LCD è basato sulle proprietà ottiche di particolari sostanze denominate cristalli liquidi. Tale liquido è intrappolato fra due superfici vetrose provviste di numerosissimi contatti elettrici con i quali poter applicare un campo elettrico al liquido contenuto. Ogni contatto elettrico comanda una piccola porzione del pannello identificabile come un pixel (o subpixel per gli schermi a colori), pur non essendo questi ultimi fisicamente separati da quelli adiacenti come avviene invece in uno schermo al plasma. Sulle facce esterne dei pannelli vetrosi sono poi posti due filtri polarizzatori disposti su assi perpendicolari tra loro. I cristalli liquidi torcono di 90° la polarizzazione della luce che arriva da uno dei polarizzatori, permettendole di passare attraverso l'altro.
Prima che il campo elettrico sia applicato, la luce può passare attraverso l'intera struttura, e, a parte la porzione di luce assorbita dai polarizzatori, l'apparecchio risulta trasparente. Quando il campo elettrico viene attivato le molecole del liquido si allineano parallelamente al campo elettrico, limitando la rotazione della luce entrante. Se i cristalli sono completamente allineati col campo, la luce che vi passa attraverso è polarizzata perpendicolarmente al secondo polarizzatore, e viene quindi bloccata del tutto facendo apparire il pixel non illuminato. Controllando la torsione dei cristalli liquidi in ogni pixel, si può dunque regolare quanta luce far passare. Si noti però che in questo modo un pixel guasto apparirà sempre illuminato. In realtà alcune tipologie di pannelli funzionano all'opposto, cioè sono trasparenti quando accesi ed opachi quando spenti per cui un pixel guasto resta sempre opaco.
Parlando di schermi a colori per pc o tv, l'unità di misura delle dimensioni dello schermo è comunemente il pollice (2,54 cm), ed è la distanza misurata in diagonale tra due angoli opposti del pannello. Le dimensioni variano oggi da 12 a oltre 100 pollici, con risoluzioni che, nelle tv, vanno da 640 x 480 a 1920 X 1080 pixel ed anche oltre per applicazioni speciali.
Una delle caratteristiche principali dei pannelli a cristalli liquidi (fatta salva la retroilluminazione) è il basso consumo di potenza elettrica, che li rende di per sè particolarmente indicati per applicazioni in apparecchiature alimentate da batterie elettriche. Gran parte del consumo è invece attribuibile alla retroilluminazione: ad esempio nelle TV, a causa della particolare luminosità richiesta, i consumi elettrici complessivi sono piuttosto elevati, solo lievemente inferiori a quelli dei tubi corrispondenti (un TV 32" ha potenze di circa 120-180W, ma attenzione: è circa 30" effettivi), anche se le ultime generazioni di TV hanno consumi abbastanza contenuti ed un 46" recente consuma circa quanto un 40" della generazione precedente.
