二向色性材料是指那些在光學性質上表現出各向異性的材料，即它們對不同方向上的光吸收存在差異。這種材料在自然或人造晶體中常見，尤其是在那些具有低對稱性的晶體結構中。二向色性可以通過設計最佳化人造晶體中的微/納米結構來獲得，這使得它們在光學組件如起偏器和半波片等有著重要的套用。在自然晶體中，二向色性通常來源於晶體中的低對稱性，這與晶體結構和元素組成有很大關係。
二向色性材料可以製作成多種形式，包括玻璃、薄膜、貼片、布料、亞克力、PVC、塗料等。例如，二向色玻璃，也被稱為「彩虹玻璃」或「反光變色玻璃」，當從不同角度觀察時，其顏色會隨之改變。這種現象源於二向色材料的特殊光學性質，即當單色光射入時，一部分顏色會穿透材料形成彩色的影子。
在低維晶體中，如二維材料（如層狀黑磷）和一維材料（如碳納米管），二向色性的極性在非常寬的波長範圍內是統一的，即沿某一個晶向的光的吸收總是強於沿其他方向的光吸收。此外，研究人員在三元鈣鈦礦硫屬化物中觀測到了顯著的光學各向異性，這些材料中的TiS6八面體形成了平行的準一維晶鏈，導致在中波紅外和長波紅外波長範圍內具有很強的二向色性。
總結來說，二向色性材料因其對光的特殊吸收特性，在光學元件、感測器和通信套用中有著廣泛的套用。