任何光线都可以分解成两个垂直方向的线偏振光，偏振方向互成90度；也可以分解成两个圆偏振光，偏振方向相反（一个顺时针一个逆时针）。线偏振光可以分解成两个独立的圆偏振光，反之亦然。 物理上的线偏振器允许偏振方向和偏振器指定的方向平行的光线完全通过；完全阻止偏振方向和偏振器指定的方向垂直的光线通过。如果光线的偏振方向和线偏振器的偏振方向的夹角介于0度和90度之间，则只有一部分光线可以通过；夹角越接近于90度，通过的光线越少。通过线偏振镜之后的光线是线偏振光，偏振方向和偏振器的偏振方向平行；不管入射光是否偏振光。摄影上使用的线偏振滤镜就是物理上的线偏振器。 物理上的圆偏振器允许一个方向的圆偏振光通过（顺时针方向的或者逆时针方向的）。到底有多少入射光能通过圆偏振器，取决于入射光中两个方向的圆偏振光所占的比例。 可是，摄影上使用的圆偏振滤镜不是物理的圆偏振器，压根就没用用到圆偏振器。实际上，摄影的圆偏振滤镜是一个线偏振滤镜后边加了一个四分之一波晶片，使得入射光经过圆偏振滤镜之后变成了圆偏振光。 摄影圆偏振滤镜是针对现代单反相机特别设计的，由两个组件构成：前边是一片普通线偏振滤镜，后边是一片四分之一波晶片（quater wave plate；可以让线偏振光变成圆偏振光，或者反之）。当入射光线通过第一片镜子（线偏振镜）之后，变成了线偏振光。线偏振光经过后边的四分之一波晶片，变成了圆偏振光。这样做的目的有两个：（1）要消除或减低天空、非金属表面的反射光线，必须用物理上的线偏振器，不能用物理上的圆偏振器，因为反射光是线偏振光；（2）为了相机的自动测光和自动对焦程序工作，进入相机的光线不能是线偏振光。 现代的单反相机自动测光和自动对焦系统使用的光线是进入相机的光线经过一个反射镜反射之后的部分光线。因为光线经过这个反射过程之后变成线偏振的，只有这个反射镜选择的线偏振光成分用来测光和自动对焦。如果进入相机的光线是线偏振光线，那么在一定的角度之下反射之后的光线强度会大幅降低，使得自动测光和自动对焦系统不能正常工作。所以，一般建议有自动测光和自动聚焦功能的单反相机使用圆偏振滤镜，不要使用线偏振滤镜，因为使用线偏振滤镜可能会导致相机的自动测光和自动聚焦系统不能正常工作。 摄影中使用偏振滤镜的用途主要有三个：使天空变暗。通过消除天空中水珠反射的偏振光，天空的色彩更蓝，天空也在一定程度上变暗，让天空中的白云更加突出。效果依赖于角度：当太阳到相机的连线和相机光轴成90度角的时候，效果最明显。如果成0度角，效果最差。

消减非金属表面的反射光。水面、玻璃和其它非金属表面的反射光都是线偏振光。通过消减进入镜头的线偏振光，可以让水和玻璃更加清澈透明。效果依赖于偏振镜方向和反射面的夹角。如果相机在距离水面很低的位置，即进入镜头的光线和水面夹角很小，效果就非常不明显。如果从桥上往下拍清澈的小河，河水会是完全透明的。

使成像色彩更加饱和。偏振滤镜可以通过消减有色物体反射的偏振光来使得成像的色彩更加浓郁饱和，比如使绿叶看起来更绿。它也可以使阴影看起来更黑。

单反相机使用偏振滤镜的时候，偏振镜的效果可以直接通过取景器看到；转动偏振镜的方向，可以改变成像的效果。拍摄的时候可以调节偏振镜的取向，直到出现想要的效果。使用偏振滤镜的一个不好的效果是导致进入相机的光线强度明显降低，从而导致在室内不方便使用偏振镜。不管偏振镜的取向如何，偏振镜会吸收掉大约1.5档的曝光量，从而延长曝光时间。如果在光线太强的时候，也可以使用偏振滤镜来延长曝光时间。