尽管显示器的新品层出不穷，但CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）的基本工作原理一直沿用了几十年，直到今天也没有太大的变化显示器是一种复杂的设备，其扩展性和可靠性也十分惊人，在这一方面，电子控制起了很大的作用，任何机械都会有磨损，唯有用电子元件才能延长寿命，甚至能适应数千小时的工作。电子枪是显像管的核心，它发出的电子束击中光敏材料（荧光屏），刺激荧光粉就能产生图像。实际上，电子枪和大体积、功率强劲的二极管没有什么区别，其原理也适用于电视机和示波器。
显示器的基本原理就是在显像管后面的电子枪把电子束打到涂覆有一层磷光材料的显像管上。电子束穿过一连串强磁场，使得路径产生偏转而打在显像管的不同位置上。当电子束打到前端的显示屏上时，便会使得涂覆在上面的那一层磷光材料暂时性的发亮。每个点代表一个像素（画面元素）。通过仔细控制电子束的电压，每个单一点的明暗都可以自由调整。最初黑白电视的显像管只有一个电子枪和单一的磷涂层。后来便采用多重电子枪以及分点镀磷。
为了形成图像，电子束会由右至左扫过各条水平线（扫描线），使每个磷光涂料点发亮、并通过电压控制明暗程度。显示器显示出一条扫描线的速度称为「行频」，以千赫（kHz）为单位。 当电子束打到扫描线尾端时，电子束会瞬间关闭。磁力线圈复位、然后再从下一条开始。这样的步骤不断重复、一条接着一条显示，直到屏幕整个填满。到那时候电子束又再次关闭，磁力线圈复位。然后整个过程重新从屏幕的左上角再来过。显示器显示整个画面的的显示速度称为「垂直刷新率」或「频率」，以赫（Hz）为单位。
需要指出的是到了计算机出现后，大多数计算机工作都和大量文字有关，分辨率必须得提升。现在大多数的计算机显示器可在85Hz的垂直刷新率底下、达到超过60kHz的水平刷新率，以减少眼睛因闪烁所引起的疲劳。
电子束经过强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉，使得荧光粉被激活，从而发出光。R、G、B三色荧光点又被按不同比例强度的电子流点亮，产生出各种色彩。
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