关于电致变色材料的机理存在多种解释，其中较为常见的两种理论为电化学反应模型和电荷转移模型。电化学模型认为：在电压的影响下，电子与正离子从电极注入薄膜内，离子与三氧化钨（WO3）发生化学反应后生成产物为钨青铜，钨青铜会使薄膜变为蓝色；当将电压反接时，发生逆向化学反应，电子与正离子重新回到电极中，由于钨青铜被分解了，薄膜重新变为白色。电荷转移模型侧认薄膜颜色的变化是因为在不同原子之间进行了电荷转移而引起了光的吸收。但是这两种说法都不能全面解释三氧化钨薄膜的变色的原因，所以三氧化钨薄膜变色的真正原因有待进一步研究与更多实验数据去证实。尽管许多电致变色材料的变色机理仍存在争议，却不影响电致变色器件的发展。

 

电致变色器件发展到现在，被各国学者普遍接受的最典型的器件结构为三明治型的五层结构即为：

“玻璃-TC(透明导电层)-EC(电致变色层)-IC(离子导体)-IS(离子存储层)-TC(透明导电层)-玻璃”构造。其中电致变色层是最重要的核心部分，离子导体层主要是为离子在电致变色层之间提供传输通道，离子储存层，也称为离子注入电极，通过存储离子实现平衡电荷的作用，。当在导电层加上正向直流电压后，离子从离子贮存层中被抽出，通过传输通道（离子导体层），进入电致变色层，变色层变色，实现无功耗记忆。当加上反向电压时，电致变色层中离子被抽出后又进入贮存层，整个装置恢复透明原状。

 

电致变色器件不但透光度调节范围大，可实现多色连续变化，而且还具有低能耗、受环境影响小等特性，具有十分广阔的应用前景。它除在建筑玻璃、汽车交通工具等上使用外，还可以作图像记录、信息处理、装饰材料和安全防护材料。近年来已研制开发出了多种电致变色器件，有电致变色灵巧窗、无眩反光镜、变色太阳镜、光电化学能转换和储存器等，前景十分诱人。