液晶顯示屏的基本工作原理已在第五章第二節述及。它是利用液晶的電一光效應而制成的一種顯示器件，即改變外加電場可使液晶分子排列改變，而產生對外來光的調制，達到電信號轉為光信號的目的。液晶式投影電視的顯示即是利用具有這種特性的無數個液晶片（點）作為光透射開關（閥門）的組合，此類開關也稱為液晶光閥。由于液晶片在外加電信號的作用下可改變其透光性，故在液晶片上會出現與驅動信號（如視頻信號）相應的圖案。當光源發出的光通過液晶片（受視頻信號控制）和鏡頭后投射到屏幕時，屏幕上即會顯示出所需畫面。

液晶光閥式投影機的光學系統因為只用一個投影透鏡，所以可用變焦距透鏡，畫面大小調節和投影調整都很方便，沒有 CRT式投影機那樣的麻煩。液晶光閥式投影機種類很多，按照所用液晶片數量分為單片式和三片式兩類：按光源的光束是否透過液晶光閥，又分為透射式和反射式。通常三片式的亮度比單片式要高，但價格也較貴，同樣反射式的亮度也高于透射式。

按照液晶片的圖像信號寫入方法來分，液晶光閥式投影機又可分為電寫入和光寫入兩種。電寫入型透射式液晶光閥投影機就是通常所謂的液晶顯示投影機，它是用電寫人方法在三塊液晶片或一塊液晶片上分別產生 R、G、B電視圖像，以此作為光的閥門，在相應的三基色強光源照射下，液晶片對光強度進行調制，并通過光學放大投影到屏幕產生大屏幕彩色圖像。它與CRT式投影機相比，具有體積小、結構簡單、質量輕和調整方便等優點。

從光源發出的白光經過分色鏡分解成紅（R）、綠（G）、藍（B）三基色光。其中，DM1能反射綠光而通過紅光和藍光，DM2能反射藍光而通過紅光。M1、 M2、M3均為反光鏡。M1將光源的白光全部反射，UV/IR濾光鏡為紫外線/紅外線濾光鏡，可濾除不可見光的干擾。經DM1反射的綠光再經M2反射通過聚光鏡和液晶板（G），受液晶板（G）調制的綠光通過DM3、DM4和投射鏡頭將綠色圖像投射到屏幕上。DM2反射的藍光通過聚光鏡和液晶板（B）形成受藍光液晶板調制的藍光。經DM3反射通過 DM4和投射鏡頭將藍色圖像投射到屏幕上。被液晶板（R）調制的紅光則由M3和DM4反射后通過投射鏡頭將紅色圖像投射到屏幕上。三基色圖像合成后就成為全彩色圖像。

另一種LCD投影電視機的光學系統組成 。系統由3只CRT、3片液晶光閥、分色鏡、偏振光棱鏡、投影透鏡組、外光源（金屬鹵燈、UV/IR濾光片等）及屏幕等幾大部分組成。這是一種光寫入式液晶光閥式投影機。由電視機電路送入的紅（R）、綠（G）、藍（B）三色圖像信號，分別加至3只CRT上，各自顯示出基色光柵，發出紅、綠、藍三色光信號，經過各自的液晶片后，由偏振光分束棱鏡和投影透鏡組，對三色光作相加混色處理，再投射到屏幕上成像。每片液晶光閥均用專門的CRT投射管驅動，兩者間采用光纖實現光學耦合。外光源目前普遍采用金屬鹵化物氣體放電燈（簡稱金屬鹵燈）實現，但其高壓達10kV以上，點亮時應注意散熱。它是通過色輪轉動，將燈泡射出的白光束經色輪上的RGB濾色片，濾出色光，再經透鏡，最后在屏幕幕上形成彩色圖像。單片式投影機結構相對簡單，成本低，但彩色效果不及三片式投影機。