大多數的固體都是晶體。在晶體中，分子或原子會形成一種有序的三維結構。不同于固體，液體缺少這種內部的長程有序性，但是它們可以流動。液晶相物質的特性處于液體與晶體二者之間，既具有分子有序性，又具有流動能力。因此，液晶可以被當作一種“有序”的液體。

并不是所有的材料都能呈現出液晶相，而且相變機制也可能不同。此外，液晶材料的分子必須是各向異性的，即桿狀或盤形的。在特定溫度范圍內，一些化合物會變成液晶，這些稱為“熱致型”。相比而言，溶致液晶則是在添加溶劑時出現液晶相。

液晶材料的特性會根據方向發生變化。例如，在液晶中，偏振光以不同速度沿不同方向傳播。此外，在電場或磁場作用下，液晶的方向也會迅速改變，這種現象被稱為“Fréedericksz 轉變”。液晶的光學特性以及可輕易重新排列的能力，使之廣泛應用于電視、計算機、手機和其他設備的電子顯示器。

在電場作用下，液晶分子會重新排列，產生透光度的差別。依此原理，可改變每個像素的光線強度，從而構成液晶顯示器（LCD）的圖像。液晶的排列方式有幾種，但是LCD中最普遍使用的是扭曲向列液晶。這些桿狀的熱致型液晶，采用特殊的對齊基板展開扭曲的排列。為了讓這些液晶不再扭曲，可以向它們施加一個電場。這種可再生、可預測的響應機制能用于光線強度的控制。

彩色LCD中，每個像素都由三個子像素構成：紅、綠、藍。通過改變這些子像素的光線強度，能顯示出任何顏色。基于扭曲向列相的LCD中的子像素由一個光源、一個彩色濾光片、兩個偏光片、位于兩個帶有電極的玻璃板之間的液晶面板組成。如果沒有液晶，光線無法通過這個面板。因為，無論什么光線穿過垂直的偏光片后，在到達彩色濾光片之前，都會被水平的偏光片阻擋。

然而，表面有槽的特殊基板能以一種螺旋的方式，在兩個偏光片之間扭曲液晶，以便根據所需要的量讓光線精準地穿過第二個偏光片。完全被照亮的狀態實際上是子像素的“關閉”狀態。施加電壓后，液晶變得不再扭曲，光線的偏振程度變小。結果，一些光線會被阻擋。最終，由于一定的電壓，使得沒有光線能順利到達彩色濾光片，并且子像素變得黑暗。

然而，該技術的限制因素之一就是顯示器的視角。從側面角度來看，LCD將無法準確地渲染色彩，這是由于液晶相互對齊所導致的。這一問題可以通過多象限顯示技術來解決。在這一技術中，像素屬于一系列的象限，它們的液晶方向有所不同。這意味著至少有一些象限總是按照正確的方式對齊。