CRT显示器主要包括扫描电子束、偏转线圈、玻璃壳体及涂有荧光粉的屏幕。工作时电子束轰击荧光粉使之发光，而偏转线圈产生变化的磁场控制电子束逐点扫描荧光屏。要在屏幕上显示出信息，还要有控制电子束强度的装置。最早的CRT显示器只能显示黑或白点（通常是绿色屏），因此控制装置只要关闭或打开电子束就可以。当发展到显示有灰度变化的图像时，电子束的强度就要有若干级变化，如最早的64级，然后发展到256级。

彩色CRT显示器的屏幕上，涂布有能发3种颜色光的荧光粉点，电子束的定位是不太准的，为了避免电子束在扫描红色时打到其他颜色的荧光粉上，在屏幕的荧光粉上盖有一层荫罩，上面打满小孔或长条光栅，它相当于协助了电子束的精确定位，3个电子束从不同角度打过来，穿过小孔后只能投影到它对应的彩色荧光粉上，很好地分离了色彩。

CRT显示器在显示一幅图像时要逐点，然后逐行，再逐场扫描一个画面。可以想象它对电子束扫描的速度要求很高。在退出市场之前，主流产品的扫描速度只能达到每帧图像1920×1080像素，每秒扫描60帧。CRT显示器经常可以看到的参数有1080P60Hz或1080i60Hz，它表明前者是每帧1920×1080像素，逐行扫描，每秒60帧；后者是每帧1920×1080像素，隔行扫描，每秒30帧。隔行扫描的显示器每场只扫描奇数或偶数行，因此要扫描两场才能完成一帧完整的画面，它的60Hz只是每秒60场，是场频60Hz，帧频只有30Hz。

CRT显示器的画面无论是静止画面还是运动画面，总是处于不断地闪烁中，特别是隔行扫描显示器闪烁感更强。这也是它在液晶显示器出现后最终被淘汰的原因之一。

环境电磁场对CRT显示器的扫描电子束干扰很大，在电磁干扰环境下屏幕抖动严重，甚至看不清画面。