หลักการทำงานของจอแสดงผล OLED นั้นใช้เทคโนโลยีไดโอดเปล่งแสง (OLED) อินทรีย์ (OLED) ซึ่งแตกต่างจากจอ LCD ทั่วไปตรงที่ไม่ต้องใช้แสงพื้นหลัง จอแสดงผล OLED ใช้การเคลือบวัสดุอินทรีย์ที่บางมากและซับสเตรตแก้ว (หรือซับสเตรตอินทรีย์ที่ยืดหยุ่น)
วัสดุอินทรีย์เหล่านี้จะเปล่งแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน หน้าจอแสดงผล OLED สามารถทำให้เบาลงและบางลงได้ ให้มุมมองที่กว้างขึ้น และสามารถช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก
กลไกและกระบวนการเปล่งแสง-ของจอแสดงผล OLED เกี่ยวข้องกับการฉีดอิเล็กตรอนและรูจากขั้วแคโทดและขั้วแอโนดตามลำดับ อิเล็กตรอนและรูที่ถูกฉีดเข้าไปจะถูกขนส่งภายในชั้นอินทรีย์และรวมตัวกันใหม่ในชั้น-ที่เปล่งแสง ซึ่งจะทำให้โมเลกุลในชั้นที่เปล่งแสง-ตื่นเต้นเพื่อสร้างตัวกระตุ้นของเสื้อกล้าม การแผ่รังสีเอ็กไซตอนในสถานะเดียว-จะลดแสงและปล่อยแสง ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของเทคโนโลยี OLED
แต่ละพิกเซลของจอแสดงผล OLED สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นลูกปัดหลอดไฟที่ควบคุมโดยอิสระ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเปิดไฟแบ็คไลท์ทั้งหมดเมื่อต้องการจอแสดงผล เช่น หน้าจอ LCD แต่จะต้องเปิดเฉพาะพิกเซลที่ต้องแสดงเท่านั้น คุณลักษณะนี้ทำให้จอแสดงผล OLED มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านคอนทราสต์ มุมมอง ความเร็วในการตอบสนอง และจอแสดงผลที่ยืดหยุ่น