分光立体显示技术，目前大多数电影院都采用分光立体显示技术放映立体电影。立体电影原理是用两个镜头如同人眼那样从两个不同位置同时拍摄景物的像，制成电影胶片。在放映时通过两个放映机，同步放映两个摄影机拍下的两组胶片，使略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的重影。为了达到放映立体电影的目的，需要在每架放映机前安装一块偏振片，其作用相当于起偏器，从两架放映机射出的光通过偏振片后成为偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两東偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众戴上一副偏振方向互相垂直的偏振片眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只能看到左放映机投射的画面，右眼只能看到右放映机投射的画面，左右眼看到各自不同的画面而互不干涉，如此一来，观众便能够观看到立体画面。
偏振亦称极化，是光和其他电磁辐射等波的一个重要特性。振动方向对于传播方向的不对称性叫作偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。光波中的电振动矢量和磁振动矢量都与传播速度垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。具有偏振性的光称为偏振光。普通的光源，如太阳光、灯光及其他的自然光，都是非极性的。极化光是一种比较特殊的电磁波，它的电磁振荡只发生在一个方向上，其他方向的振动为0，人的眼晴是分辨不出光是不是极性的。在实验室可以容易地实现普通光的极化，如射向界面的一束光，反射光线与折射光线都是部分极化光，当入射光以一个特殊角度射入时反射光线是极化光，这个角叫做起偏角或者布儒斯特角，此时反射光线与折射光线互相垂直。三维电影院所配发的眼镜即是互相垂直的偏振片，偏振片是一种可以使天然光变成偏振光的光学元件。
偏振光有多种类型，如线性偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光等，在早期电影院放映立体电影时，使用的偏振眼镜是线性偏振眼镜，在使用该类立体眼镜看立体电影时，应始终保持眼镜处于水平状态，使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像，而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转，垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像，水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像，左、右眼就会看到明显的重影。现在电影院普遍使用的是圆形偏振技术，圆形偏振技术是在线偏振的基础上发展的，原理基本一致，但在观看效果上比线偏振有了质的飞跃。圆形偏振光偏振方向按定的规律旋转，可分为左旋偏振光和右旋偏振光，它们相互间的干扰非常小，其通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影响。现在观看偏振形式的3D电影时，观众佩戴的偏振眼镜片一个是左旋偏振片，另一个是右旋偏振片，也就是说观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面，通过人的视觉系统产生立体感。
根据获取方式分类，偏振片可分为天然偏振片、人造偏振片。天然偏振片可以由具有特殊分子排列的晶体制成，通常很难找到合适的晶体，加工比较考究，很难获得，因此价格昂贵。人造偏振片由于制造工艺简单、价格便宜，并可制成较大面积，因而得到广泛的应用，目前在一般的偏振仪器以及许多起偏和检偏装置中大多数采用人造偏振片。偏振墨镜使用了布儒斯特角的原理来减少从水面或者路面反射的偏振光。
