В большинстве современных мониторов используются электронно-лучевые трубки, в которых свечение слоя люминофора, которым покрыт экран, происходит под действием его облучения потоком электронов, испускаемых нагретым катодом трубки. В растровых дисплеях электронный луч под действием отклоняющей системы трубки перемещается по горизонтали (строчная развертка) и вертикали (кадровая развертка), вызывая засветку всех точек (пикселей) экрана. В цветных мониторах имеется три луча, а каждый пиксель экрана состоит из трех близко расположенных точек, имеющих соответственно свечение красного, зеленого и синего (RGB) цвета. Интенсивность потока, а, следовательно, и яркость свечения регулируются напряжением, подаваемым на управляющие электроды. Цвет свечения каждого пиксела определяется яркостью свечения всех трех точек пиксела, поэтому, управляя интенсивностью потоков электронов во всех трех лучах, можно получить множество различных оттенков свечения.
Память видеосистемы имеет столько ячеек, сколько должно быть пикселей изображения, и в каждой ячейке записаны три -разрядных двоичных числа, задающих интенсивность RGB лучей. Эти значений преобразуются в электрический ток (напряжение), подаваемый на управляющие электроды. Развертка засинхронизирована с чтением данных из ячеек памяти, что и создает требуемое изображение на экране.
Основными параметрами мониторов являются разрешающая способность (число пикселей), полоса пропускания видеоусилителя, частоты кадровой и строчной разверток. Современные мониторы могут поддерживать частоту кадровой развертки 100 Гц (чем выше частота, тем меньше отрицательное влияние мерцания экрана) и разрешение до 1600×1200 пикселей.
Наряду с дисплеями на электронно-лучевых трубках все большее распространение получают жидкокристаллические дисплеи (LCD — Liquid Cristal Display). Экран LCD-дисплея представляет собой пространство между двумя стеклянными пластинами, заполненное жидкими кристаллами. Жидкие кристаллы способны под действием электрического поля изменять свою ориентацию и тем самым изменять свою способность отражать свет, создавая требуемое изображение.
Плазменные мониторы (газоразрядные экраны или панели) — устройства отображения информации, на основе явления электрического разряда в газе, возбуждающего свечение люминофора. Конструктивно представляет собой множество ячеек, наполненных неоном или ксеноном и помещенных между двумя стеклянными поверхностями, которые совмещены с системами прозрачных электродов. Подача напряжения на определенные электроды вызывает газовый разряд, в соответствующей ячейке появляется ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, инициирует видимое свечение люминофора. В цветных плазменных панелях для каждого пикселя имеется три ячейки с красным, зеленым и синим свечением.
Появились первые образцы стереоскопических мониторов, позволяющих без дополнительных стереоочков наблюдать трехмерные изображения.
Новый тип дисплеев создается на базе технологий FED (Field Emission Display), SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) и NED (Nanotube Emissive Display), в которых как и в ЭЛТ используется свечение люминофора под действием потока электронов. Но в отличие от ЭЛТ, в SED-дисплеях для каждого пиксела имеется свой источник электронов - молибденовый конус диаметром около 200 нм. В NED-устройствах в качестве источников электронов используются углеродные нанотрубки.
Применение большого количества миниатюрных источников электронов позволяет сделать дисплеи гораздо более тонкими, легкими и экономичными по сравнению с устройствами на базе ЭЛТ. При этом SED-, FED- и NED-дисплеи обладают многими достоинствами систем на базе Созраняются преимущества дисплеев на ЭЛТ - высокий уровень яркости и контрастности изображения, большие углы обзора, точность цветопередачи, малая инерционность смены изображения. Недостаток: сложность и, следовательно, высокая стоимость производства.