偏振光成像原理主要涉及光的偏振特性。光的偏振是指橫波的振動矢量（垂直於波的傳播方向）偏於某些方向的現象。當光的振動方向對於傳播方向不對稱性時，便成了偏振光。偏振光按其性質可分為平面偏振光（或線偏振光），圓偏振光，橢圓偏振光和部分偏正光。例如，自然光在傳播過程中經過某種介質（偏振片）後，只有一個固定振動方向的光能夠通過這個介質，就得到了線偏振光。
在成像過程中，偏振光可以被特定的光學元件（如偏振片）選擇性地吸收或反射，從而改變通過的光線的性質。這種特性使得偏振光成像技術在許多領域，如顯微鏡、攝影和遙感等領域有著廣泛的套用。