光场显示由于控制了光线的强度和方向，和体显示相比可以产生空间遮挡，因此显示更符合自然特性。

光场可以通过全光函数来描述，它包括时间t、空间坐标(x，y，z )以及光线的方向()、发光波长l。作为光场显示器，如果我们认为所有光线均通过一个显示平面，则光场可以描述为P(x，y，q，ϕ)，其中(x，y)为显示平面上的坐标，()为光线的角度。如把()转换为光线与另一个平面交点的坐标（u，v），则光场又可以表述为P(x，y，u，v)，即两个平面上的任意两个点决定一根光线，所有点之间的连线就构建了整个光场。

根据上面对光场的描述，光场显示最直观的实现方法是采用两个液晶显示屏，并使两个显示屏间隔一定的距离，两个显示屏上的任意两个像素之间就构建一条光线，由此可以构建出不同方向的光线集，即光场，这种显示方法称为多层液晶的光场显示。上述方法中如果将其中的一个液晶板看作是一个二维可调制的平面光源，我们也可以通过其他方法，如用不同方向的微结构阵列构建一个具有不同方向调制的光源替换其中的一个液晶板，构建具有方向背光源的光场显示。另一种方法是首先构建一束某些离散方向的光线集，然后通过该光线集的方向扫描，构建连续方向分布的光场。或通过不同方向的光线束阵列在空间的叠加，构建相对连续分布的光场。在实现方法上，光线束的投射可以用投影仪来替代，投影仪产生的光束可以认为是从某一个点发出的具有一定角度分布的光线束，通过投影仪围绕光场显示中心旋转，或通过围绕光场显示中心的投影阵列实现光场三维显示。

由于光场显示不针对特定的视点，因此显示的三维场景的视点连续，不会产生跳跃，可以实现大角度的三维显示，如水平360度视角的三维显示。但它就要求光线的密度足够高，否则会影响再现出的三维场景空间位置的精确度。通常场景离显示屏的距离越远，要求的光线角度精度越高。由于实际在光场显示中产生的光场有一定的采样间隔，因此有时和多视角三维显示比较难区别，特别是当多视角三维显示的视角密度非常大时，如超多视角三维显示，也可以当作光场显示来处理，只是它的光场采样是按照分立的视点来进行而已。

光场三维显示涉及的技术包括光场显示的光学系统、光场的采样和绘制映射算法等。由于光场显示脱离了原来多视点的概念,因此采用多摄像机拍摄的多视点图像不能直接用于光场显示,需要按照光线的位置和方向以及显示系统光学结构对图像进行重新计算,构建新的光场显示图像,才能得到正确的光场显示。