LCoS的基本原理是在液晶层后面用一个镜子，光线从前面进来后穿过液晶层，经过镜子反射再次穿过液晶层射到屏幕上。
这需要稍微复杂一些的光学部件，但确实非常有用，它有几个直接明显的优点，如所有电子部件都在镜子后面，在光路以外。在它后面有很大空间，这样就可能达到难以置信的高分辨率，LCoS在所有显示技术中分辨率。
另外因光线两次穿过液晶，可以达到很高对比度但依然非常薄，从而大大改善响应时间减少拖影。另外，LCoS投影机图像调制原理和LCD基本相同，也是以光调制来控制投影显示图像。入射光线在分光后，经过入射偏光板(PBS)，将入射光变成S偏光，经LCoS板反射调制。如果液晶经外部信号调制，处于显示亮态时，S光会变成P光，经棱镜透射后，有最多的光投射到会聚透镜会聚成像。处于显示暗电平时，S光经调制，依然还是S光输出，经棱镜没有光透射到会聚透镜，图像显示为暗电平。因此，输出到会聚透镜的光的多少是由每个像素的外部信号调制决定的。
光学系统用极化光照射LCoS元件，将红、绿和蓝三色光分离并最后组成全彩影像，并投影到荧幕上。极化光入射到LCoS元件上，液晶光电转换根据施加到每个画素电极上的电压对极化光调变。反射的影像与入射光分离并放大，然后投射到荧幕上。光两次穿过液晶，由于液晶开关时间更快，将能更好再现运动影像。 况且LCoS系统所用微型显示器是只有拇指头大小的高解析度液晶显示器，经过光学放大后，这种显示器能够提供数据和视讯应用的高品质大画面显示。基于LCoS的微显示器是主动矩阵液晶显示器，该元件工作于反射模式。主动矩阵利用CMOS制程制作在硅晶片上，LCoS利用硅技术的特性实现了越来越小的尺寸，在相同尺寸上可以实现更高画素(更高解析度)，提高了系统性能。